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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024146741
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】光学積層体
(51)【国際特許分類】
   G02B 5/30 20060101AFI20241004BHJP
   G02F 1/13363 20060101ALN20241004BHJP
【FI】
G02B5/30
G02F1/13363
【審査請求】有
【請求項の数】2
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024002689
(22)【出願日】2024-01-11
(62)【分割の表示】P 2023058100の分割
【原出願日】2023-03-31
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-09-13
(71)【出願人】
【識別番号】000002093
【氏名又は名称】住友化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】源 千博
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 豊
(72)【発明者】
【氏名】幡中 伸行
【テーマコード(参考)】
2H149
2H291
【Fターム(参考)】
2H149AA02
2H149AA18
2H149AB02
2H149AB05
2H149BA02
2H149CA02
2H149DA02
2H149DA12
2H149DA24
2H149DA25
2H149DA33
2H149DA35
2H149DB02
2H149EA02
2H149EA06
2H149EA12
2H149FA24Y
2H149FA61
2H149FD03
2H149FD35
2H149FD47
2H291FA13X
2H291FA22X
2H291FA30X
2H291FA95X
2H291FB05
2H291GA02
2H291GA23
2H291LA24
2H291LA25
2H291LA28
2H291PA04
2H291PA05
2H291PA84
2H291PA86
(57)【要約】      (修正有)
【課題】液晶位相差膜を複数有する位相差板を備えた光学積層体であって、斜め方向から視認されるムラが低減された光学積層体を提供する。
【解決手段】第1保護フィルム、接着剤層、偏光子、接着剤層、第2保護フィルム、第1粘接着層、第1液晶位相差膜、第2粘接着層、第2液晶位相差膜がこの順に隣接積層されてなる光学積層体であって、前記第2保護フィルムと前記第1粘接着層は、前記第2保護フィルムの波長589nmの光に対する屈折率をNaII、前記第1粘接着層の波長589nmの光に対する屈折率をNbIとすると、式(1)を満たし、前記第1液晶位相差膜および前記第2液晶位相差膜は、それぞれ独立に式(2)または式(3)を満たし、前記第2粘接着層は、厚みが2.8μm~20μmである、光学積層体。
|NaII-NbI|≦0.04・・・(1)
nx>ny≧nz・・・(2)
nx<ny≦nz・・・(3)
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1保護フィルム、接着剤層、偏光子、接着剤層、第2保護フィルム、第1粘接着層、第1液晶位相差膜、第2粘接着層、第2液晶位相差膜がこの順に隣接積層されてなる光学積層体であって、
前記第2保護フィルムと前記第1粘接着層は、前記第2保護フィルムの波長589nmの光に対する屈折率をNaII、前記第1粘接着層の波長589nmの光に対する屈折率をNbIとすると、下記式(1):
|NaII-NbI|≦0.04 ・・・(1)
を満たし、
前記第1液晶位相差膜および前記第2液晶位相差膜は、それぞれ独立に下記式(2)または式(3):
nx>ny≧nz ・・・(2)
nx<ny≦nz ・・・(3)
を満たし、
前記第2粘接着層は、厚みが2.8μm~20μmである、光学積層体。
(式(2)、(3)中、nxは前記第1液晶位相差膜または前記第2液晶位相差膜が形成する屈折率楕円体における、前記第1液晶位相差膜または前記第2液晶位相差膜の平面に対して平行な方向の主屈折率を表し、nyは、前記屈折率楕円体における前記平面に対して平行であり、かつ、前記nxの方向に対して直交する方向の屈折率を表し、nzは前記屈折率楕円体における前記平面に対して垂直な方向の屈折率を表す。)
【請求項2】
前記第1粘接着層の厚みが1μm~3μmの範囲である、請求項1に記載の光学積層体。
【請求項3】
前記第1粘接着層は、前記屈折率NbIが、1.48~1.54である、請求項1または2に記載の光学積層体。
【請求項4】
前記第2粘接着層は、波長589nmの光に対する屈折率が1.50~1.57である、請求項1または2に記載の光学積層体。
【請求項5】
前記第2粘接着層は、温度80℃における貯蔵弾性率が0.04MPa以上である、請求項1または2に記載の光学積層体。
【請求項6】
前記第1粘接着層は、温度80℃における貯蔵弾性率が0.02GPa以上5GPa以下である、請求項1または2に記載の光学積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光学積層体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、画像表示装置において、画像表示パネルの視認側に円偏光板を配置して、外来光の反射による視認性の低下を抑制する方法が採用されている。
【0003】
円偏光板は、直線偏光板と位相差板とが積層された光学積層体である。円偏光板では、画像表示パネルに向かう外来光を直線偏光板により直線偏光に変換し、続く位相差板により円偏光に変換する。円偏光である外来光は、画像表示パネルの表面で反射するものの、この反射の際に偏光面の回転方向が逆転し、位相差板により直線偏光に変換された後、続く直線偏光板により遮光される。その結果、外部への外来光の出射が著しく抑制される。
【0004】
位相差板においては、液晶化合物の硬化物を含む液晶位相差膜を有する構成が知られている(例えば、特許文献1、2)。かかる構成によると、位相差板の薄型化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2015-163935号公報
【特許文献2】特開2019-91030号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
液晶位相差膜を複数有する位相差板を備えた光学積層体は、斜め方向からムラが視認される場合があった。
【0007】
本発明は、液晶位相差膜を複数有する位相差板を備えた光学積層体であって、斜め方向から視認されるムラが低減された光学積層体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、以下の光学積層体を提供する。
〔1〕 第1保護フィルム、接着剤層、偏光子、接着剤層、第2保護フィルム、第1粘接着層、第1液晶位相差膜、第2粘接着層、第2液晶位相差膜がこの順に隣接積層されてなる光学積層体であって、
前記第2保護フィルムと前記第1粘接着層は、前記第2保護フィルムの波長589nmの光に対する屈折率をNaII、前記第1粘接着層の波長589nmの光に対する屈折率をNbIとすると、下記式(1):
|NaII-NbI|<0.1 ・・・(1)
を満たし、
前記第1液晶位相差膜および前記第2液晶位相差膜は、それぞれ独立に下記式(2)または式(3):
nx>ny≧nz ・・・(2)
nx<ny≦nz ・・・(3)
を満たし、
前記第2粘接着層は、厚みが2.8μm~20μmである、光学積層体。
(式(2)、(3)中、nxは前記第1液晶位相差膜または前記第2液晶位相差膜が形成する屈折率楕円体における、前記第1液晶位相差膜または前記第2液晶位相差膜の平面に対して平行な方向の主屈折率を表し、nyは、前記屈折率楕円体における前記平面に対して平行であり、かつ、前記nxの方向に対して直交する方向の屈折率を表し、nzは前記屈折率楕円体における前記平面に対して垂直な方向の屈折率を表す。)
〔2〕 前記第1粘接着層の厚みが1μm~3μmの範囲である、[1]に記載の光学積層体。
〔3〕 前記第1粘接着層は、前記屈折率NbIが、1.48~1.54である、〔1〕または〔2〕に記載の光学積層体。
〔4〕 前記第2粘接着剤層は、波長589nmの光に対する屈折率が1.50~1.57である、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の光学積層体。
〔5〕 前記第2粘接着層は、温度80℃における貯蔵弾性率が0.04MPa以上である、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の光学積層体。
〔6〕 前記第1粘接着層は、温度80℃における貯蔵弾性率が0.02GPa以上5GPa以下である、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の光学積層体。
【発明の効果】
【0009】
本発明によると、液晶位相差膜を複数有する位相差板を備えた光学積層体であって、斜め方向から視認されるムラが低減された光学積層体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本実施形態の光学積層体の一例を模式的に示す概略断面図である。
図2】位相差板の具体例を模式的に示す概略断面図である。
図3】本実施形態の光学積層体の端面を研磨する方法を模式的に示す概略図である。
図4】本実施形態の画像表示装置の一例を模式的に示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下のすべての図面においては、各構成要素を理解しやすくするために縮尺を適宜調整して示しており、図面に示される各構成要素の縮尺と実際の構成要素の縮尺とは必ずしも一致しない。
【0012】
[光学積層体]
図1は、本実施形態の光学積層体の一例を模式的に示す概略断面図である。図1に示すように、光学積層体1は、前面側から、第1保護フィルム11、接着剤層12、偏光子13、接着剤層14、第2保護フィルム15、第1粘接着層21、第1液晶位相差膜31、第2粘接着層34、第2液晶位相差膜32がこの順に隣接積層されている。本明細書において、直線偏光板10は、第1保護フィルム11、接着剤層12、偏光子13、接着剤層14、第2保護フィルム15より構成される積層体とする。本明細書において、位相差板30は、第1液晶位相差膜31、第2粘接着層34、第2液晶位相差膜32より構成される積層体とする。光学積層体1は、円偏光板であってもよい。
【0013】
光学積層体1において、第2保護フィルム15と第1粘接着層21は、前記第2保護フィルムの波長589nmの光に対する屈折率をNaII、前記第1粘接着層の波長589nmの光に対する屈折率をNbIとすると、下記式(1)を満たす。
|NaII-NbI|<0.1 ・・・(1)
【0014】
光学積層体1において、上記式(1)を満たす構成により、斜め方向から視認される干渉ムラを低減することができる。
【0015】
位相差板30において、前記第1液晶位相差膜および前記第2液晶位相差膜は、下記式(2)または式(3):
nx>ny≧nz ・・・(2)
nx<ny≦nz ・・・(3)
を満たす。
(式(2)、(3)中、nxは前記第1液晶位相差膜または前記第2液晶位相差膜が形成する屈折率楕円体における、前記第1液晶位相差膜または前記第2液晶位相差膜の平面に対して平行な方向の主屈折率を表し、nyは、前記屈折率楕円体における前記平面に対して平行であり、かつ、前記nxの方向に対して直交する方向の屈折率を表し、nzは前記屈折率楕円体における前記平面に対して垂直な方向の屈折率を表す。)
【0016】
[第1粘接着層]
第1粘接着層21は、位相差板30と直線偏光板10と貼合するために用いられる貼合層である。
【0017】
第1粘接着層21は、粘着剤組成物を用いて形成された粘着剤層、又は、接着剤組成物を用いて形成された接着剤層であり、光学積層体の端面の加工性の観点から、接着剤組成物を用いて形成された接着剤層であることが好ましい。
【0018】
第1粘接着層21は、粘着剤層である場合、貼合プロセスにおけるハンドリング性の観点から、その厚みは2μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、4μm以上であることがさらに好ましい。また、30μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることがさらに好ましい。第1粘接着層21が接着剤層である場合、その厚みは、接着性と硬化性の観点から0.1μm以上であることが好ましく、0.4μm以上であることがより好ましく、1μm以上であることがさらに好ましい。また、同様の理由で、5μm以下であることが好ましく、4μm以下であることがより好ましく、3μm以下であることがさらに好ましい。
【0019】
第1粘接着層21が粘着剤層で形成される場合の温度80℃での貯蔵弾性率が、0.01MPa以上0.8MPa以下であればよく、好ましくは0.02MPa以上0.4MPa以下であり、より好ましくは0.03MPa以上0.2MPa以下であり、さらに好ましくは、0.04MPa以上0.1MPa以下である。第1粘接着層21が接着剤層で形成される場合の温度80℃での貯蔵弾性率は、0.01GPa以上10GPa以下であればよく、好ましくは、0.02GPa以上5GPa以下、より好ましくは0.1GPa以上3GPa以下、さらに好ましくは0.5GPa以上2GPa以下である。第1粘接着層21の温度80℃での貯蔵弾性率が上記範囲であることにより、光学積層体1の端面を研磨がしやすく、また光学積層体1の端面を研磨した際の汚れを低減することができる。本明細書において、第1粘接着層21の貯蔵弾性率は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
【0020】
第1粘接着層21が粘着剤層で形成される場合の温度23℃での貯蔵弾性率は、0.01MPa以上1MPa以下であればよく、好ましくは0.02MPa以上0.5MPa以下であり、より好ましくは0.03MPa以上0.3MPa以下であり、さらに好ましくは、0.05MPa以上0.15MPa以下である。第1粘接着層21が接着剤層で形成される場合の温度23℃での貯蔵弾性率は、0.01GPa以上10GPa以下であればよく、好ましくは、0.1GPa以上5GPa以下、より好ましくは0.3GPa以上4GPa以下、さらに好ましくは0.5GPa以上3GPa以下である。第1粘接着層21の温度23℃での貯蔵弾性率が上記範囲であることにより、光学積層体1の端面を研磨がしやすく、また光学積層体1の端面を研磨した際の汚れを低減することができる。本明細書において、第1粘接着層21の貯蔵弾性率は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
【0021】
第1粘接着層21は、波長589nmの光に対する屈折率NbIが1.46以上であることが好ましく、1.48以上であることがより好ましく、1.50以上であることがさらに好ましい。波長589nmの光に対する屈折率NbIは、1.56以下であることが好ましく、1.54以下であることがより好まく、1.52以下であることがさらに好ましい。第1粘接着層21の屈折率が上記範囲であることにより、第1液晶位相差膜31と第1粘接着層21の界面および第2保護フィルム15と第1粘接着層21の界面の間で生じる干渉ムラが抑制され、光学積層体1の斜め方向から視認される干渉ムラをより低減することができる。
【0022】
[第2粘接着層]
第2粘接着層34は、第1液晶位相差膜31と第2液晶位相差膜32との貼合を担う層である。第2粘接着層34は、粘着剤組成物を用いて形成された粘着剤層、又は、接着剤組成物を用いて形成された接着剤層であり、光学積層体の端面の加工性の観点から、接着剤組成物を用いて形成された接着剤層であることが好ましい。第2粘接着層34の厚みは、斜め方向から視認される干渉ムラを低減するという観点から、2.8μm以上であり、好ましくは3.0μm以上であり、より好ましくは3.2μm以上である。第2粘接着層34の厚みは、光学積層体の加工性や屈曲性の観点から、20μm以下であり、好ましくは15μm以下であり、より好ましくは10μm以下であり、さらに好ましくは、7μm以下である。第2粘接着層34の厚みが上記範囲であることにより、光学積層体1の斜め方向から視認される干渉ムラを低減することができる。
【0023】
第2粘接着層34が粘着剤層で形成される場合の温度80℃での貯蔵弾性率は、0.01MPa以上0.8MPa以下であればよく、好ましくは0.02MPa以上0.4MPa以下であり、より好ましくは0.03MPa以上0.2MPa以下であり、さらに好ましくは、0.04MPa以上0.1MPa以下である。第2粘接着層34が接着剤層で形成される場合の温度80℃での貯蔵弾性率は、0.001GPa以上5GPa以下であればよく、好ましくは、0.005GPa以上3GPa以下、より好ましくは0.1GPa以上1GPa以下、さらに好ましくは0.02GPa以上0.5GPa以下である。第2粘接着層34の温度80℃での貯蔵弾性率が上記範囲であることにより、光学積層体1の端面を研磨がしやすく、また光学積層体1の端面を研磨した際の汚れを低減することができる。本明細書において、第2粘接着層34の貯蔵弾性率は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
【0024】
第2粘接着層34が粘着剤層で形成される場合の温度23℃での貯蔵弾性率は、0.01MPa以上1MPa以下であればよく、好ましくは0.02MPa以上0.5MPa以下であり、より好ましくは0.03MPa以上0.3MPa以下であり、さらに好ましくは、0.05MPa以上0.15MPa以下 である。第2粘接着層34が接着剤層で形成される場合の温度23℃での貯蔵弾性率は、0.01GPa以上10GPa以下であればよく、好ましくは、0.1GPa以上5GPa以下、より好ましくは0.3GPa以上4GPa以下、さらに好ましくは0.5GPa以上3GPa以下である。第2粘接着層34の温度23℃での貯蔵弾性率が上記範囲であることにより、光学積層体1の端面を研磨がしやすく、また光学積層体1の端面を研磨した際の汚れを低減することができる。本明細書において、第2粘接着層34の貯蔵弾性率は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。第2粘接着層34の貯蔵弾性率の測定方法は、後述の実施例に示すように、接着剤層と粘着剤層とで異なる。
【0025】
第2粘接着層34は、波長589nmの光に対する屈折率が1.48以上であることが好ましく、1.50以上であることがより好ましく、1.52以上であることがさらに好ましい。波長589nmの光に対する屈折率は、1.59以下であることが好ましく、1.57以下であることがより好ましく、1.55以下であることがさらに好ましい。第2粘接着層34の屈折率が上記範囲であることにより、第1液晶位相差膜31と第2粘接着層34の界面と第2液晶位相差膜32と第2粘接着層34の界面の間で生じる干渉ムラが抑制され、光学積層体1の斜め方向から視認される干渉ムラをさらに低減することができ、また光学積層体1の反射率を低減することができる。
【0026】
第2粘接着層34は、接着剤組成物の方が粘着剤組成物よりも貯蔵弾性率の上記数値範囲を満たすものを形成しやすい観点から、好ましくは接着剤層である。
【0027】
<接着剤組成物>
光学積層体1において、接着剤組成物は、接着剤層12、接着剤層14、第1粘接着層21、第2粘接着層34を形成する材料として用いることができる。接着剤組成物としては、例えば、水系接着剤組成物、加熱又は紫外線、可視光、電子線、X線等の活性エネルギー線の照射により硬化する硬化性接着剤組成物等が挙げられる。水系接着剤組成物としては、例えば、主成分としてポリビニルアルコール系樹脂又はウレタン樹脂を水に溶解したもの、主成分としてポリビニルアルコール系樹脂又はウレタン樹脂を水に分散させたものが挙げられる。水系接着剤組成物は、さらに、多価アルデヒド、メラミン系化合物、ジルコニア化合物、亜鉛化合物、グリオキサール化合物、水溶性エポキシ樹脂等の硬化性成分や架橋剤を含有していてもよい。水系接着剤組成物としては、例えば、特開2010-191389号公報に記載の接着剤組成物、特開2011-107686号公報に記載の接着剤組成物、特開2020-172088号公報に記載の組成物、特開2005-208456号公報に記載の組成物等が挙げられる。
【0028】
硬化性接着剤組成物は、主成分として硬化性(重合性)化合物を含み、活性エネルギー線照射により硬化する活性エネルギー線硬化型接着剤組成物であることが好ましい。活性エネルギー線硬化型接着剤組成物としては、硬化性化合物としてカチオン重合性化合物を含むカチオン重合型接着剤組成物、硬化性化合物としてラジカル重合性化合物を含むラジカル重合型接着剤組成物、硬化性化合物としてカチオン重合性化合物とラジカル重合性化合物との両方を含むハイブリッド型接着剤組成物等が挙げられる。
【0029】
カチオン重合性化合物は、紫外線、可視光、電子線、X線等の活性エネルギー線の照射や加熱によりカチオン重合反応が進行して硬化する化合物又はオリゴマーであり、具体的にはエポキシ化合物、オキセタン化合物、ビニル化合物等が挙げられる。
エポキシ化合物としては、3’,4’-エポキシシクロヘキシルメチル、3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等の脂環式エポキシ化合物(脂環式環に結合したエポキシ基を分子内に1個以上有する化合物);ビスフェノールAのジグリシジルエーテル等の芳香族エポキシ化合物(分子内に芳香族環とエポキシ基とを有する化合物);2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル等の脂肪族エポキシ化合物(脂肪族炭素原子に結合するオキシラン環を分子内に少なくとも1個有する化合物)等が挙げられる。
オキセタン化合物としては、3-エチル-3-{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタン等の分子内に1個以上のオキセタン環を有する化合物が挙げられる。
カチオン重合型接着剤組成物は、カチオン重合開始剤を含むことが好ましい。カチオン重合開始剤は熱カチオン重合開始剤であってもよいし、光カチオン重合開始剤であってもよい。カチオン重合開始剤としては、ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロアンチモネート等の芳香族ジアゾニウム塩;ジフェニルヨードニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等の芳香族ヨードニウム塩;トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート等の芳香族スルホニウム塩;キシレン-シクロペンタジエニル鉄(II)ヘキサフルオロアンチモネート等の鉄-アレーン錯体等が挙げられる。カチオン重合開始剤の含有量は、カチオン重合性化合物100質量部に対して通常0.1~10質量部である。カチオン重合開始剤は2種以上含んでいてもよい。
カチオン重合型接着剤組成物としては、例えば、特開2016-126345号公報、国際公開第2019/10315号公報、特開2021-113969号公報に記載のカ
チオン重合性組成物等が挙げられる。
【0030】
ラジカル重合性化合物は、紫外線、可視光、電子線、X線等の活性エネルギー線の照射や加熱によりラジカル重合反応が進行して硬化する化合物又はオリゴマーであり、具体的にはエチレン性不飽和結合を有する化合物が挙げられる。エチレン性不飽和結合を有する化合物としては、分子内に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル系化合物、分子内に1個以上のビニル基を有するビニル化合物等が挙げられる。
(メタ)アクリル系化合物としては、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートモノマー、(メタ)アクリルアミドモノマー、及び、官能基含有化合物を2種以上反応させて得られ、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリルオリゴマー等の(メタ)アクリロイル基含有化合物を挙げることができる。本明細書において、(メタ)アクリロイルとはアクリロイル又はメタアクリロイルのいずれでもよいことを意味する。
ラジカル重合型接着剤組成物は、ラジカル重合開始剤を含むことが好ましい。ラジカル重合開始剤は熱ラジカル重合開始剤であってもよいし、光ラジカル重合開始剤であってもよい。ラジカル重合開始剤としては、アセトフェノン、3-メチルアセトフェノン等のアセトフェノン系開始剤;ベンゾフェノン、4-クロロベンゾフェノン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン系開始剤;ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル等のベンゾインエーテル系開始剤;4-イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン系開始剤;キサントン、フルオレノン等が挙げられる。ラジカル重合開始剤の含有量は、ラジカル重合性化合物100質量部に対して通常0.1~10質量部である。ラジカル重合開始剤は2種以上含んでいてもよい。
ラジカル重合型接着剤組成物としては、例えば、特開2016-126345号公報、特開2016-153474号公報、国際公開第2017/183335号に記載のラジ
カル重合性組成物等が挙げられる。
【0031】
活性エネルギー線硬化型接着剤組成物は、必要に応じて、イオントラップ剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、粘着付与剤、熱可塑性樹脂、充填剤、流動調整剤、可塑剤、消泡剤、帯電防止剤、レベリング剤、溶媒等の添加剤を含有することができる。
【0032】
第1液晶位相差膜31と第2液晶位相差膜32との接着剤層による貼合は、二層それぞれの貼合面から選ばれる少なくとも一方の貼合面に接着剤組成物を塗工し、接着剤組成物の塗工層を介して両者を重ね、貼合ロール等を用いて上下から押圧して貼合後、活性エネルギー線を照射して硬化させる、又は加熱して硬化させることにより行うことができる。
接着剤層の塗工層を形成する前に、二層それぞれの貼合面から選ばれる少なくとも一方の貼合面に、ケン化処理、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理、アンカーコーティング処理等の易接着処理を施してもよい。
接着剤組成物の塗工層の形成には、ダイコーター、カンマコーター、グラビアコーター、ワイヤーバーコーター、ドクターブレードコーター等の種々の塗工方式を使用することができる。
【0033】
活性エネルギー線を照射する場合の光照射強度は、活性エネルギー線硬化型接着剤組成物の組成ごとに決定されるものであって特に限定されないが、10mW/cm2以上1,000mW/cm2以下であることが好ましい。なお、照射強度は、好ましくは光カチオン
重合開始剤又は光ラジカル重合開始剤の活性化に有効な波長領域における強度である。このような光照射強度で1回あるいは複数回照射して、その積算光量を、10mJ/cm2以上とすることが好ましく、100mJ/cm2以上1,000mJ/cm2以下とするこ
とがより好ましい。
活性エネルギー線硬化型接着剤組成物の重合硬化を行うために使用する光源は、特に限定されないが、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプが挙げられる。
【0034】
<粘着剤組成物>
光学積層体1において、粘着剤組成物は、第1粘接着層21、第2粘接着層34を形成する材料として用いることができる。粘着剤組成物としては、従来公知の光学的な透明性に優れる粘着剤組成物を特に制限なく用いることができ、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリビニルエーテル系樹脂などのベースポリマーを有する粘着剤組成物を用いることができる。また、活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物、熱硬化型粘着剤組成物などであってもよい。これらの中でも、透明性、粘着力、再剥離性、耐候性、耐熱性などに優れるアクリル系樹脂をベースポリマーとした粘着剤組成物が好適である。
粘着剤組成物は、さらに、架橋剤、シラン化合物、帯電防止剤等を含んでいてもよい。
【0035】
((メタ)アクリル系樹脂)
粘着剤組成物に含まれる(メタ)アクリル系樹脂は、下記式(I)で示される(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位(以下、「構造単位(I)」ともいう。)を主成分(例えば、(メタ)アクリル系樹脂の構造単位100質量部に対して50質量部以上含む。)とする重合体(以下、「(メタ)アクリル酸エステル重合体」ともいう。)であることが好ましい。
なお、本明細書において、(メタ)アクリル系樹脂とはアクリル樹脂又はメタクリル樹脂のいずれでもよいことを意味し、(メタ)アクリレートなどの「(メタ)」も同様の意味である。
【0036】

[式中、R10は、水素原子またはメチル基を表し、R20は、炭素数1~20のアルキル基を表し、前記アルキル基は直鎖状、分岐状または環状のいずれの構造を有していてもよく、前記アルキル基の水素原子は、炭素数1~10のアルコキシ基で置き換わっていてもよい。]
【0037】
式(I)で表される(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、n-へキシル(メタ)アクリレート、i-へキシル(メタ)アクリレート、n-ヘプチル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、i-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルへキシル(メタ)アクリレート、n-及びi-ノニル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、i-デシル(メタ)アクリレート、n-ドデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。アルコキシ基含有アルキルアクリレートの具体例としては、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。中でもn-ブチル(メタ)アクリレートまたは2-エチルへキシル(メタ)アクリレートを含むことが好ましく、特にn-ブチル(メタ)アクリレートを含むことが好ましい。
【0038】
(メタ)アクリル酸エステル重合体は、構造単位(I)以外の他の単量体に由来する構成単位を含んでいてもよい。他の単量体に由来する構造単位は、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。(メタ)アクリル酸エステル重合体が含み得る他の単量体としては、極性官能基を有する単量体、芳香族基を有する単量体、アクリルアミド系単量体が挙げられる。
【0039】
極性官能基を有する単量体としては、極性官能基を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。極性官能基としては、ヒドロキシ基;カルボキシ基;炭素数1~6のアルキル基で置換された置換アミノ基又は無置換アミノ基;エポキシ基などの複素環基等が挙げられる。
【0040】
(メタ)アクリル酸エステル重合体中の極性官能基を有する単量体に由来する構造単位の含有量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体の全構造単位100質量部に対して、好ましくは10質量部以下、より好ましくは0.5質量部以上10質量部以下、さらに好ましくは0.5質量部以上5質量部以下、特に好ましくは1質量部以上5質量部以下である。
【0041】
芳香族基を有する単量体としては、分子内に1個の(メタ)アクリロイル基と1個以上の芳香環(例えば、ベンゼン環、ナフタレン環など)を有し、フェニル基、フェノキシエチル基、またはベンジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。これらの構造単位を含むことで、高温、高湿環境において発生する光学積層体の白抜け現象を抑制することができる。
【0042】
(メタ)アクリル酸エステル重合体中の芳香族基を有する単量体に由来する構造単位の含有量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体の全構造単位100質量部に対して、好ましくは20質量部以下、より好ましくは4質量部以上20質量部以下、さらに好ましくは4質量部以上15質量部以下である。
【0043】
アクリルアミド系単量体としては、N-(メトキシメチル)アクリルアミド、N-(エトキシメチル)アクリルアミド、N-(プロポキシメチル)アクリルアミド、N-(ブトキシメチル)アクリルアミド、N-(2-メチルプロポキシメチル)アクリルアミドなどが挙げられる。これらの構造単位を含むことで、後述する帯電防止剤等の添加物のブリードアウトを抑制することができる。
【0044】
さらに、構造単位(I)以外の他の単量体に由来する構造単位として、スチレン系単量体に由来する構造単位、ビニル系単量体に由来する構造単位、分子内に複数の(メタ)アクリロイル基を有する単量体に由来する構造単位、などが含まれていてもよい。
【0045】
(メタ)アクリル系樹脂(1)の重量平均分子量(以下、単に「Mw」ともいう。)は、50万~250万であることが好ましい。重量平均分子量が50万以上であると、高温、高湿の環境下における第1の粘着剤層の耐久性を向上させることができる。重量平均分子量が250万以下であると、粘着剤組成物を含有する塗工液を塗工する際の操作性が良好となる。重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(以下、単に「Mn」ともいう。)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、通常2~10である。本明細書において「重量平均分子量」及び「数平均分子量」とは、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算値である。
【0046】
(メタ)アクリル系樹脂は、酢酸エチルに溶解させて濃度20質量%の溶液としたとき、25℃における粘度が、20Pa・s以下であることが好ましく、0.1~15Pa・sであることがより好ましい。(メタ)アクリル樹脂の25℃における粘度が前記範囲内であると、前記樹脂により形成された粘着剤層を含む光学積層体の耐久性の向上や、リワーク性に寄与する。前記粘度は、ブルックフィールド粘度計によって測定できる。
【0047】
(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、例えば-60~20℃、好ましくは-50~15℃、より好ましくは-45~10℃、さらに好ましくは-40~0℃である。なお、ガラス転移温度は示差走査熱量計(DSC)により測定できる。
【0048】
(メタ)アクリル系樹脂は、2種以上の(メタ)アクリル酸エステル重合体を含んでもよい。そのような(メタ)アクリル酸エステル重合体としては、例えば、前記(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位(I)を主成分とするものであって、重量平均分子量が5万~30万の範囲にあるような比較的低分子量の(メタ)アクリル酸エステル重合体が挙げられる。
【0049】
(メタ)アクリル系樹脂は、通常、溶液重合法、塊状重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合方法によって製造することができる。(メタ)アクリル系樹脂の製造においては、通常、重合開始剤の存在下に重合が行われる。重合開始剤の使用量は、(メタ)アクリル系樹脂を構成する全ての単量体の合計100質量部に対して、通常0.001~5質量部である。(メタ)アクリル系樹脂は、紫外線などの活性エネルギー線によって重合する方法により製造することもできる。
【0050】
(架橋剤)
粘着剤組成物は、架橋剤を含むことが好ましい。架橋剤としては、慣用の架橋剤(例えば、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、金属キレート化合物、過酸化物など)が挙げられ、特に粘着剤組成物のポットライフ、架橋速度、及び偏光板の耐久性などの観点から、イソシアネート系化合物であることが好ましい。
【0051】
イソシアネート化合物は、分子内に少なくとも2個のイソシアナト基(-NCO)を有する化合物である。具体的には、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネートなどが挙げられる。また、これらのイソシアネート化合物と、グリセロールやトリメチロールプロンなどのポリオールを反応させて得られるアダクト体や、これらイソシアネート化合物の二量体や三量体も挙げられる。2種以上のイソシアネート化合物を組み合わせてもよい。
【0052】
架橋剤の割合は、(メタ)アクリル系樹脂100質量部に対して、例えば、0.01~10質量部、好ましくは0.05~5質量部、さらに好ましくは0.1~1質量部である。
【0053】
(シラン化合物)
粘着剤組成物は、さらにシラン化合物を含有していてもよい。
シラン化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルエトキシジメチルシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
また、シラン化合物は、上記シラン化合物に由来するオリゴマーを含むことができる。
【0054】
粘着剤組成物におけるシラン化合物の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂100質量部に対して、通常0.01~10質量部であり、好ましくは0.05~5質量部である。シラン化合物の含有量が0.01質量部以上であると、粘着剤層と被着体との密着性が向上する傾向にあり、含有量が10質量部以下であると、粘着剤層からのシラン化合物がブリードアウトすることが抑制される傾向にある。
【0055】
(帯電防止剤)
粘着剤組成物は、帯電防止剤をさらに含んでもよい。帯電防止剤としては、公知のものが挙げられ、イオン性帯電防止剤が好適である。イオン性帯電防止剤を構成するカチオン成分としては、有機カチオン及び無機カチオンが挙げられる。有機カチオンとしては、ピリジニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、アンモニウムカチオン、スルホニウムカチオン、ホスホニウムカチオンなどが挙げられる。無機カチオンとしては、リチウムカチオン、カリウムカチオン、ナトリウムカチオン、セシウムカチオンなどのアルカリ金属カチオン、マグネシウムカチオン、カルシウムカチオンなどのアルカリ土類金属カチオンなどが挙げられる。イオン性帯電防止剤を構成するアニオン成分としては、無機アニオン及び有機アニオンのいずれでもよいが、帯電防止性能に優れるという点で、フッ素原子を含むアニオン成分が好ましい。フッ素原子を含むアニオン成分としては、ヘキサフルオロホスフェートアニオン(PF )、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン[(CFSO]、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン[(FSO]アニオンなどが挙げられる。
粘着剤組成物の帯電防止性能の経時安定性に優れるという点で、室温で固体であるイオン性帯電防止剤が好ましい。
帯電防止剤の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂100質量部に対して、例えば、0.01~20質量部、好ましくは0.1~10質量部、さらに好ましくは1~7質量である。
【0056】
粘着剤組成物は、紫外線吸収剤、溶媒、架橋触媒、粘着付与樹脂(タッキファイヤー)、可塑剤等の添加剤を単独または2種以上含むことができる。また、粘着剤組成物に紫外線硬化性化合物を配合し、粘着剤層を形成した後に紫外線を照射して硬化させ、より硬い粘着剤層とすることも有用である。
【0057】
粘着剤層は、例えば、前記粘着剤組成物を、溶剤に溶解又は分散して溶剤含有の粘着剤組成物とし、次いで、これを、粘着剤層を設ける層の表面に塗布し、乾燥させることで形成できる。
【0058】
[直線偏光板]
直線偏光板10は、光吸収異方性の機能を有するフィルムであり、一般的には二色性色素を一軸配向した偏光フィルムや偏光膜から成る偏光子13を含むフィルムである。二色性色素を一軸配向させるためには、PVA等のポリマー中にヨウ素や有機二色性染料を含浸させた状態で一軸延伸したフィルムや、二色性色素と重合性液晶化合物を配向させることによって形成される偏光膜から作製する事ができる。すなわち、延伸ポリマーや重合性液晶化合物の重合体中に包摂された二色性色素によって光が異方性吸収されることによって偏光機能を発現する。
【0059】
直線偏光板の偏光性能は、分光光度計を用いて測定することができる。例えば、可視光である波長380nm~780nmの範囲で透過軸方向(配向垂直方向)の透過率(T1)及び吸収軸方向(配向方向)の透過率(T2)を、分光光度計にプリズム偏光子をセットした装置を用いてダブルビーム法で測定することができる。可視光範囲での偏光性能は、下記式(式1)ならびに(式2)を用いて、各波長における単体透過率、偏光度を算出し、さらにJIS Z 8701の2度視野(C光源)により視感度補正を行うことで、視感度補正単体透過率(Ty)および視感度補正偏光度(Py)で算出することができる。また、同様に測定した透過率からC光源の等色関数を用いて、L(CIE)表色系における色度a及びbを算出することで、直線偏光板単体の色相(単体色相)、直線偏光板を平行配置した色相(平行色相)、直線偏光板を直交配置した色相(直交色相)が得られる。a及びbは値が0に近いほど、ニュートラルな色相であると判断できる。
単体透過率(%)= (T1+T2)/2 ・・・(式1)
偏光度(%) = (T1-T2)/(T1+T2)×100 ・・・(式2)
【0060】
直線偏光板の視感度補正偏光度Pyは、通常80%以上であり、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上、特に好ましくは99%以上であり、99.9%以上であれば液晶ディスプレイに好適に用いる事ができる。直線偏光板の視感度補正偏光度Pyを高くすることは、光学積層体の反射防止機能を高めるうえで有利である。視感度補正偏光度Pyが80%未満であると、反射防止フィルムとして使用した際の反射防止機能を果たせないことがある。
【0061】
直線偏光板の視感度補正単体透過率Tyは、高くなるほど白表示時の明瞭性が増すが、(式1)と(式2)の関係からわかるように、単体透過率を高くしすぎると偏光度が下がるという問題がある。よって、30%以上60%以下が好ましく、より好ましくは35%以上55%以下、さらに好ましくは38%以上50%以下であり、さらに好ましくは40%以上45%以下である。視感度補正単体透過率Tyが過度に高いと視感度補正偏光度Pyが低くなりすぎて、反射防止フィルムとして使用した際の反射防止機能が不十分となることがある。
【0062】
直線偏光板は、偏光子13の両面に第1保護フィルム11および第2保護フィルム15を含む。保護フィルム11、15としては、熱可塑性樹脂フィルムを用いることができる。偏光子13と保護フィルム11、15とは、接着剤層を介して積層される。熱可塑性樹脂から形成されたフィルムは、偏光子13との密着性を向上するため、表面処理(例えば、コロナ処理等)が施されていてもよく、プライマー層(下塗り層ともいう)等の薄層が形成されていてもよい。
【0063】
熱可塑性樹脂フィルムを構成する熱可塑性樹脂としては、透明フィルムである事が好ましく、例えば、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂;ポリエーテルスルホン樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ナイロンや芳香族ポリアミド等のポリアミド樹脂;ポリイミド樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン樹脂;シクロ系及びノルボルネン構造を有する環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂ともいう);(メタ)アクリル樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリスチレン樹脂;ポリビニルアルコール樹脂等が挙げられる。中でも、熱可塑性樹脂フィルムは、環状ポリオレフィン系樹脂フィルム、セルロースエステル系樹脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルム又は(メタ)アクリル系樹脂フィルムであることが好ましい。中でも、保護フィルム11、15としては、光学特性、加工性、経済性のバランスの観点から、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂およびシクロ系及びノルボルネン構造を有する環状ポリオレフィン系樹脂からなる樹脂フィルムが好ましく、特に、第2保護フィルム15としては、屈折率の観点から、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムであることが好ましい。
【0064】
保護フィルム11、15の厚さは、好ましくは3μm~60μm、より好ましくは5μm~40μm、更に好ましくは10μm~30μmである。
【0065】
保護フィルム11、15は、熱可塑性樹脂フィルム上にハードコート層が形成されているものであってもよい。ハードコート層は、熱可塑性樹脂フィルムの一方の面に形成されていてもよいし、両面に形成されていてもよい。ハードコート層を設けることにより、硬度及び耐スクラッチ性を向上させた熱可塑性樹脂フィルムとすることができる。ハードコート層は、例えば活性エネルギー線硬化型樹脂、好ましくは紫外線硬化型樹脂の硬化層である。紫外線硬化型樹脂としては、例えば(メタ)アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アミド系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。ハードコート層は、強度を向上させるために、添加剤を含んでいてもよい。添加剤は特に限定されず、無機系微粒子、有機系微粒子又はこれらの混合物が挙げられる。
【0066】
偏光子13と保護フィルム11、15を積層するために用いられる接着剤層は、前記、接着剤組成物を用いて形成される。接着剤組成物として、例えば、水系接着剤組成物、加熱又は紫外線、可視光、電子線、X線等の活性エネルギー線の照射により硬化する硬化性接着剤組成物等が挙げられるが、水系接着剤組成物が用いられる場合には、接着性とプロセス性の観点から、その膜厚は、0.01μm~1.0μmの範囲であることが好ましく、0.02μm~0.5μmの範囲であることがより好ましく、0.03μm~0.3μmのであることがさらに好ましい。
【0067】
第2保護フィルム15は、波長589nmの光に対する屈折率をNaIIとすると、前記第1粘接着層の波長589nmの光に対する屈折率をNbIとの差の絶対値が下記式(1):
|NaII-NbI|<0.1 ・・・(1)
を満たすように構成する。
aIIとNbIとの差の絶対値は、斜め方向から視認される干渉ムラをより高いレベルで低減するという観点から、0.08以下であることが好ましく、0.06以下であることがより好ましく、0.04以下であることがさらに好ましい。
【0068】
第2保護フィルム15の屈折率をNaIIは、1.46以上であることが好ましく、1.47以上であることがより好ましく、1.48以上であることがさらに好ましい。波長589nmの光に対する屈折率NaIIは、1.56以下であることが好ましく、1.54以下であることがより好まく、1.52以下であることがさらに好ましい。保護フィルム15の屈折率が上記範囲であることにより、第2保護フィルム15と第1粘接着層21の界面の間で生じる干渉ムラが抑制され、光学積層体1の斜め方向から視認される干渉ムラをより低減することができる。
【0069】
<偏光フィルム>
偏光フィルムすなわちポリビニルアルコール系樹脂フィルム(PVA)等のポリマー中にヨウ素や有機二色性染料を含浸させた状態で一軸延伸したフィルムは、通常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムをヨウ素等の二色性色素で染色することにより、その二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液等の架橋剤で処理する工程、及び、ホウ酸水溶液等の架橋剤による処理後に水洗する工程を経て製造することができる。偏光フィルムは架橋剤を含んでいてよい。
【0070】
偏光フィルムの厚みは、通常30μm以下であり、好ましくは18μm以下、より好ましくは15μm以下であり、さらに好ましくは10μm以下である。該厚みは、通常1μm以上であり、例えば5μm以上であればよい。
【0071】
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの一軸延伸は、二色性色素による染色の前、染色と同時、又は染色の後に行うことができる。一軸延伸を染色の後で行う場合、この一軸延伸は、ホウ酸処理の前に行ってもよいし、ホウ酸処理中に行ってもよい。もちろん、ここに示した複数の段階で一軸延伸を行うこともできる。一軸延伸には、周速の異なるロール間でフィルム運搬方向に一軸に延伸する方法や、熱ロールを用いてフィルム運搬方向に一軸に延伸する方法、テンターを使用して幅方向に延伸する方法などが採用できる。また一軸延伸は、大気中で延伸を行う乾式延伸により行ってもよいし、水等の溶媒を用い、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを膨潤させた状態で延伸を行う湿式延伸により行ってもよい。延伸倍率は、通常3~8倍程度である。また、熱可塑性樹脂フィルム上にポリビニルアルコールを含む水溶液を塗布した後に乾燥処理を施し、熱可塑性樹脂フィルムと共に上記方法にて延伸してもよい。
【0072】
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの二色性色素による染色は、例えば、二色性色素を含有する水溶液にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する方法により行うことができる。二色性色素として、具体的にはヨウ素や二色性有機染料が用いられる。
【0073】
<偏光膜>
偏光膜すなわち二色性色素を含む重合性液晶化合物の重合体を含む光学異方性層は、色相を任意に制御可能である点、ならびに大幅に薄型化できる点、さらに熱による延伸緩和が無いため非収縮性を有する点で例えば、フレキシブルディスプレイ用途に好適に用いる事ができる。
【0074】
偏光膜は、必要に応じて基材上に形成された配向膜上に、偏光膜形成用組成物を塗布し、上記偏光膜形成用組成物に含まれる二色性色素が配向することによって形成される。偏光膜は厚さが0.1μm以上5μm以下の膜であり、より好ましくは0.3μm以上4μm以下であり、さらに好ましくは0.5μm以上3μm以下である。膜厚がこの範囲よりも薄くなると、必要な光吸収が得られない場合があり、かつ、膜厚がこの範囲よりも厚くなると、配向膜による配向規制力が低下し、配向欠陥を生じやすい傾向にある。また、偏光膜形成用組成物は、溶剤、光重合開始剤、光増感剤、重合禁止剤、レベリング剤及び密着性向上剤等をさらに含み得る。
【0075】
二色性色素と重合性液晶化合物が基材面に対して水平配向した光学異方層は、波長λnmの光に対する配向方向の吸光度A1(λ)と配向面内垂直方向の吸光度A2(λ)の比(二色比)が7以上であれば好ましく、20以上であればより好ましく、さらに好ましくは40以上である。この値が高ければ高い程、吸収選択性の優れる偏光板である。二色性色素の種類にもよるが、ネマチック液晶相の状態で硬化した液晶硬化膜の場合には5~10程度である。
【0076】
吸収波長の異なる2種以上の二色性色素を混合することで、様々な色相の偏光膜を作製することができ、可視光全域に吸収を有する偏光膜とすることができる。このような吸収特性を有する偏光膜とすることで、様々な用途に展開しうる。
【0077】
<偏光膜;重合性液晶化合物>
重合性液晶化合物とは、重合性基を有し、かつ、液晶性を有する化合物(以下、重合性液晶ともいう)である。重合性基は、重合反応に関与する基を意味し、光重合性基であることが好ましい。ここで、光重合性基とは、後述する光重合開始剤から発生した活性ラジカルや酸等によって重合反応に関与し得る基のことをいう。重合性基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基およびオキセタニル基が好ましく、メタクリロイルオキシ基又はアクリロイルオキシ基がより好ましい。液晶性はサーモトロピック液晶でもリオトロピック液晶でもよいが、後述する二色性色素と混合する場合には、サーモトロピック液晶が好ましい。重合性液晶化合物はモノマーであっても良いし、二量体以上重合したポリマーであっても良い。
【0078】
重合性液晶化合物がサーモトロピック液晶である場合は、ネマチック液晶相を示すサーモトロピック性液晶化合物であってもよいし、スメクチック液晶相を示すサーモトロピック性液晶化合物であってもよい。高い二色性を発現し得るという観点で、重合性液晶化合物が示す液晶状態は、スメクチック相であることが好ましく、高次スメクチック相であれば高性能化の観点からより好ましい。中でも、スメクチックB相、スメクチックD相、スメクチックE相、スメクチックF相、スメクチックG相、スメクチックH相、スメクチックI相、スメクチックJ相、スメクチックK相またはスメクチックL相を形成する高次スメクチック液晶化合物がより好ましく、スメクチックB相、スメクチックF相またはスメクチックI相を形成する高次スメクチック液晶化合物がさらに好ましい。重合性液晶が形成する液晶相がこれらの高次スメクチック相であると、偏光性能のより高い偏光膜を製造することができる。また、このように偏光性能の高い偏光膜はX線回折測定においてヘキサチック相やクリスタル相といった高次構造由来のブラッグピークが得られるものである。当該ブラッグピークは分子配向の周期構造に由来するピークであり、その周期間隔が3~6Åである膜を得ることができる。本発明の偏光膜は、この重合性液晶がスメクチック相の状態で配向した重合性液晶の重合体を含むことが、より高い偏光特性が得られるという観点から好ましい。
【0079】
重合性液晶化合物としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。後述する他の化合物を含む重合性液晶組成物は、本発明の効果を損なわない限り、重合性液晶化合物以外の他の重合性液晶化合物を含んでいてもよいが、配向秩序度の高い偏光膜を得る観点から、重合性液晶組成物に含まれる全重合性液晶化合物の総質量に対する重合性液晶化合物の割合は、好ましくは51質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上であり、さらに好ましくは80質量%以上である。
【0080】
本発明の偏光膜形成用組成物における重合性液晶化合物の含有量は、重合性液晶組成物の固形分に対して、好ましくは40~99.9質量%であり、より好ましくは60~99質量%であり、さらに好ましくは70~99質量%である。重合性液晶化合物の含有量が上記範囲内であると、重合性液晶化合物の配向性が高くなる傾向がある。なお、本明細書において、固形分とは、重合性液晶組成物から溶剤を除いた成分の合計量をいう。
【0081】
<偏光膜;二色性色素>
二色性色素とは、分子の長軸方向における吸光度と、短軸方向における吸光度とが異なる性質を有する色素をいう。二色性色素としては、可視光を吸収する特性を有する特性を有する事が好ましく、380~680nmの範囲に吸収極大波長(λMAX)を有するものがより好ましい。このような二色性色素としては、例えば、アクリジン色素、オキサジン色素、シアニン色素、ナフタレン色素、アゾ色素およびアントラキノン色素などが挙げられるが、中でもアゾ色素が好ましい。アゾ色素としては、モノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素およびスチルベンアゾ色素などが挙げられ、好ましくはビスアゾ色素およびトリスアゾ色素である。二色性色素は単独でも、組み合わせてもよいが、可視光全域で吸収を得るためには、2種類以上の二色性色素を組み合わせるのが好ましく、3種類以上の二色性色素を組み合わせるのがより好ましい。
【0082】
アゾ色素としては、例えば、式(I)で表される化合物(以下、「化合物(I)」ということもある)が挙げられる。
-A(-N=N-A-N=N-A-T(I)
[式(I)中、AおよびAおよびAは、互いに独立に、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基、置換基を有していてもよいナフタレン-1,4-ジイル基、置換基を有していてもよい安息香酸フェニルエステル基、置換基を有していてもよい4,4‘-スチルベニレン基、または置換基を有していてもよい2価の複素環基を表し、TおよびTは電子吸引基あるいは電子放出基であり、アゾ結合面内に対して実質的に180°の位置に有する。pは0~4の整数を表す。pが2以上である場合、各々のAは互いに同一でも異なっていてもよい。可視域に吸収を示す範囲で-N=N-結合が-C=C-、-COO-、-NHCO-、-N=CH-結合に置き換わっていてもよい。]
【0083】
二色性色素の含有量(複数種含む場合にはその合計量)は、良好な光吸収特性を得る観点から、重合性液晶化合物100質量部に対して、通常1~60質量部であり、好ましくは1~40質量部であり、より好ましくは1~20質量部である。二色性色素の含有量がこの範囲より少ないと光吸収が不十分となり、十分な偏光性能が得られず、この範囲よりも多いと液晶分子の配向を阻害する場合がある。
【0084】
<最前面の層>
直線偏光板10は、最前面に反射防止層を備えていてもよい。反射防止層は、直線偏光板10の表面での外光の反射光が視認されるのを防止する機能を有するものであり、従来に準じた反射防止層等の形成方法、すなわちコート法、スパッタ法、真空蒸着法等により形成することができる。反射防止層は、直線偏光板10の前面側に設けられる保護フィルムの前面側に予め形成しておくことにより、かかる保護フィルムを用いて反射防止層付き直線偏光板を構成してもよいし、保護フィルムとは別に設けられてもよい。
【0085】
直線偏光板10は、最前面に、反射防止層以外の表面処理層を有していてもよい。このような表面処理層としては、ハードコート層、スティッキング防止層、アンチグレア層、拡散層等が挙げられる。
【0086】
[位相差板]
位相差板30は、第1液晶位相差膜31と第2液晶位相差膜32とを有し、第1液晶位相差膜31及び第2液晶位相差膜32は液晶化合物の硬化物を含む。位相差板30は、第3液晶位相差膜を有してもよい。第1液晶位相差膜、第2液晶位相差膜及び第3液晶位相差膜はそれぞれ2以上の層から成っていてもよい。以下、第1液晶位相差膜31、第2液晶位相差膜32、第3液晶位相差膜のいずれにも当てはまる説明については、単に「液晶位相差膜」という場合がある。
【0087】
<液晶位相差膜>
本明細書においては、重合性液晶の光軸が基材平面に対して水平に配向したものを水平配向、重合性液晶の光軸が基材平面に対して垂直に配向したものを垂直配向と定義する。光軸とは、重合性液晶の配向により形成される屈折率楕円体において、光軸に直交する方向で切り出した断面が円となる方向、すなわち3方向の屈折率がすべて等しくなる方向を意味する。
【0088】
重合性液晶としては、棒状の重合性液晶および円盤状の重合性液晶が挙げられる。棒状の重合性液晶が基材に対して水平配向または垂直配向した場合は、該重合性液晶の光軸は、該重合性液晶の長軸方向と一致する。円盤状の重合性液晶が配向した場合は、該重合性液晶の光軸は、該重合性液晶の円盤面に対して直交する方向に存在する。
【0089】
重合性液晶を重合させることにより形成される層が面内位相差を発現するためには、重合性液晶を適した方向に配向させればよい。重合性液晶が棒状の場合は、該重合性液晶の光軸を基材平面に対して水平に配向させることで面内位相差が発現する、この場合、光軸方向と遅相軸方向とは一致する。重合性液晶が円盤状の場合は、該重合性液晶の光軸を基材平面に対して水平に配向させることで面内位相差が発現する、この場合、光軸と遅相軸とは直交する。重合性液晶の配向状態は、配向膜と重合性液晶との組み合わせにより調整することができる。
【0090】
液晶位相差膜の面内位相差値は、位相差膜の厚みによって調整することができる。面内位相差値は式(4)によって決定されることから、所望の面内位相差値(Re(λ))を得るためには、Δn(λ)と膜厚dを調整すればよい。
Re(λ)=d×Δn(λ) (4)
式中、Re(λ)は、波長λnmにおける面内位相差値を表し、dは膜厚を表し、Δn(λ)は波長λnmにおける複屈折率を表わす。
【0091】
複屈折率Δn(λ)は、面内位相差値を測定して、位相差膜の厚みで除することで得られる。具体的な測定方法においては、ガラス基板のように基材自体に面内位相差が無いような基材上に製膜したものを測定することで、実質的な位相差膜の特性を測定することができる。
【0092】
棒状の重合性液晶の光軸が、基材平面に対して水平に配向した場合、得られる位相差膜の屈折率関係は、nx>ny≧nz(ポジティブAプレート)となり、屈折率楕円体におけるnxの方向の軸と遅相軸が一致する。
【0093】
また、円盤状の重合性液晶の光軸が、基材平面に対して水平に配向した場合、得られる位相差膜の屈折率関係は、nx<ny≦nz(ネガティブAプレート)となり、屈折率楕円体におけるnyの方向の軸と遅相軸が一致する。
【0094】
重合性液晶を重合させることにより形成される層が厚み方向の位相差を発現するためには、重合性液晶を適した方向に配向させればよい。本明細書において、厚み方向の位相差を発現するとは、式(20)において、Rth(厚み方向の位相差値)が負となる特性を示すものと定義する。Rthは、面内の進相軸を傾斜軸として40度傾斜させて測定される位相差値(R40)と、面内の位相差値(Re)とから算出することができる。すなわち、
Rthは、Re、R40、d(位相差膜の厚み)、およびn0(位相差膜の平均屈折率)から、以下の式(21)~(23)によりnx、ny及びnzを求め、これらを式(20)に代入することで算出することができる。
Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d (20)
Re =(nx-ny)×d (21)
40=(nx-ny')×d/cos(φ) (22)
(nx+ny+nz)/3=n0 (23)
ここで、
φ=sin-1〔sin(40°)/n0〕
ny'=ny×nz/〔ny2×sin2(φ)+nz2×cos2(φ)〕1/2
また、nx、nyおよびnzは前述の定義と同じである。
【0095】
重合性液晶が棒状の場合は、該重合性液晶の光軸を基材平面に対して垂直に配向させることで厚み方向の位相差が発現する。重合性液晶が円盤状の場合は、該重合性液晶の光軸を基材平面に対して水平に配向させることで厚み方向の位相差が発現する。円盤状の重合性液晶の場合は、該重合性液晶の光軸が基材平面に対して平行であるため、Reを決めると、厚みが固定されるため、一義的にRthが決定されるが、棒状の重合性液晶の場合は、該重合性液晶の光軸が基材平面に対して垂直であるため、位相差膜の厚みを調節することでReを変化させることなくRthを調節することができる。
【0096】
<重合性液晶>
重合性液晶とは、重合性基を有し、かつ、液晶性を有する化合物である。重合性基とは、重合反応に関与する基を意味し、光重合性基であることが好ましい。ここで、光重合性基とは、後述する光重合開始剤から発生した活性ラジカルや酸などによって重合反応に関与し得る基のことをいう。重合性基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。重合性液晶が有する液晶性はサーモトロピック性液晶でもリオトロピック液晶でもよく、サーモトロピック液晶を秩序度で分類すると、ネマチック液晶でもスメクチック液晶でもよい。
【0097】
棒状の重合性液晶としては、例えば、下記式(A)で表される化合物及び、下記式(X)で表される基を含む化合物が挙げられる。棒状の重合性液晶としては、波長分散性発現の観点から分子軸方向に対して垂直配向さらに複屈折性を有するT字型あるいはH型にメソゲン構造を有する液晶が好ましく、より強い分散が得られる観点からT字型液晶がより好ましく、T字型液晶の構造としては、具体的には、下記式(A)で表される化合物が挙げられる。
【0098】
(式(A)で表される化合物)
式(A)は下記のとおりである。以下、式(A)で表される化合物を重合性液晶(A)ということがある。
【0099】
【0100】
式(A)中、Arは置換基を有していてもよい二価の芳香族基を表す。該二価の芳香族基中には窒素原子、酸素原子、硫黄原子のうち少なくとも1つ以上が含まれることが好ましい。二価の基Arに含まれる芳香族基が2つ以上である場合、2つ以上の芳香族基は互いに単結合、-CO-O-、-O-などの二価の結合基で結合していてもよい。
及びGはそれぞれ独立に、二価の芳香族基又は二価の脂環式炭化水素基を表す。ここで、該二価の芳香族基又は二価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基又はニトロ基に置換されていてもよく、該二価の芳香族基又は二価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子が、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子に置換されていてもよい。
、L 及びBはそれぞれ独立に、単結合又は二価の連結基である。
k、lは、それぞれ独立に0~3の整数を表し、1≦k+lの関係を満たす。ここで、2≦k+lである場合、B及びB、G及びGは、それぞれ互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
及びEはそれぞれ独立に、炭素数1~17のアルカンジイル基を表し、ここで、アルカンジイル基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基に含まれる-CH-は、-O-、-S-、-COO-で置換されていてもよく、-O-、-S-、-COO-を複数有する場合は互いに隣接しない。P及びPは互いに独立に、重合性基又は水素原子を表し、少なくとも1つは重合性基である。
【0101】
及びGは、それぞれ独立に、好ましくは、ハロゲン原子及び炭素数1~4のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい1,4-フェニレンジイル基、ハロゲン原子及び炭素数1~4のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい1,4-シクロヘキサンジイル基であり、より好ましくはメチル基で置換された1,4-フェニレンジイル基、無置換の1,4-フェニレンジイル基、又は無置換の1,4-trans-シクロヘキサンジイル基であり、特に好ましくは無置換の1,4-フェニレンジイル基、又は無置換の1,4-trans-シクロへキサンジイル基である。
また、複数存在するG及びGのうち少なくとも1つは二価の脂環式炭化水素基であることが好ましく、また、L又はLに結合するG及びGのうち少なくとも1つは二価の脂環式炭化水素基であることがより好ましい。
【0102】
及びLはそれぞれ独立に、好ましくは、単結合、炭素数1~4のアルキレン基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、Ra7OC=OORa8-、-N=N-、-CR=CR-、又はC≡C-である。ここで、Ra1~Ra8はそれぞれ独立に単結合、又は炭素数1~4のアルキレン基を表し、R及びRは炭素数1~4のアルキル基又は水素原子を表す。L及びLはそれぞれ独立に、より好ましくは単結合、-ORa2-1-、-CH-、-CHCH-、-COORa4-1-、又はOCORa6-1-である。ここで、Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1はそれぞれ独立に単結合、-CH-、-CHCH-のいずれかを表す。L及びLはそれぞれ独立に、さらに好ましくは単結合、-O-、-CHCH-、-COO-、-COOCHCH-、又はOCO-である。
【0103】
及びBはそれぞれ独立に、好ましくは、単結合、炭素数1~4のアルキレン基、-O-、-S-、-Ra9ORa10-、-Ra11COORa12-、-Ra13OCORa14-、又は-Ra15OC(=O)ORa16-である。ここで、Ra9~Ra16はそれぞれ独立に単結合、又は炭素数1~4のアルキレン基を表す。B及びBはそれぞれ独立に、より好ましくは単結合、-ORa10-1-、-CH-、-CHCH-、-COORa12-1-、又はOCORa14-1-である。ここで、Ra10-1、Ra12-1、Ra14-1はそれぞれ独立に単結合、-CH-、-CHCH-のいずれかを表す。B及びBはそれぞれ独立に、さらに好ましくは単結合、-O-、-CHCH-、-COO-、-COOCHCH-、-OCO-、又は-OCOCHCH-である。
【0104】
k及びlは、逆波長分散性発現の観点から2≦k+l≦6の範囲が好ましく、k+l=4であることが好ましく、k=2かつl=2であることがより好ましい。k=2かつl=2であると対称構造となるため好ましい。
【0105】
及びEはそれぞれ独立に、炭素数1~17のアルカンジイル基が好ましく、炭素数4~12のアルカンジイル基がより好ましい。
【0106】
又はPで表される重合性基としては、エポキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、及びオキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。
【0107】
Arは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、及び電子吸引性基から選ばれる少なくとも一つを有することが好ましい。当該芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられ、ベンゼン環、ナフタレン環が好ましい。当該芳香族複素環としては、フラン環、ベンゾフラン環、ピロール環、インドール環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアゾール環、トリアジン環、ピロリン環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、チエノチアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、及びフェナンスロリン環等が挙げられる。なかでも、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、又はベンゾフラン環を有することが好ましく、ベンゾチアゾール基を有することがさらに好ましい。また、Arに窒素原子が含まれる場合、当該窒素原子はπ電子を有することが好ましい。
【0108】
式(A)中、Arで表される2価の芳香族基に含まれるπ電子の合計数Nπは8以上が好ましく、より好ましくは10以上であり、さらに好ましくは14以上であり、特に好ましくは16以上である。また、好ましくは30以下であり、より好ましくは26以下であり、さらに好ましくは24以下である。
【0109】
Arで表される芳香族基としては、例えば以下の基が好適に挙げられる。
【0110】
【0111】
式(Ar-1)~式(Ar-23)中、*印は連結部を表し、Z、Z及びZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~12のアルキルスルフィニル基、炭素数1~12のアルキルスルホニル基、カルボキシル基、炭素数1~12のフルオロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~12のアルキルチオ基、炭素数1~12のN-アルキルアミノ基、炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基、炭素数1~12のN-アルキルスルファモイル基又は炭素数2~12のN,N-ジアルキルスルファモイル基を表す。
【0112】
、Q及びQは、それぞれ独立に、-CR2’3’-、-S-、-NH-、-NR2’-、-CO-又はO-を表し、R2’及びR3’は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。
【0113】
、及びJは、それぞれ独立に、炭素原子、又は窒素原子を表す。
【0114】
、Y及びYは、それぞれ独立に、置換されていてもよい芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。
【0115】
及びWは、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、メチル基又はハロゲン原子を表し、mは0~6の整数を表す。
【0116】
、Y及びYにおける芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ビフェニル基等の炭素数6~20の芳香族炭化水素基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。芳香族複素環基としては、フリル基、ピロリル基、チエニル基、ピリジニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基等の窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を少なくとも1つ含む炭素数4~20の芳香族複素環基が挙げられ、フリル基、チエニル基、ピリジニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基が好ましい。
【0117】
、Y及びYは、それぞれ独立に、置換されていてもよい多環系芳香族炭化水素基又は多環系芳香族複素環基であってもよい。多環系芳香族炭化水素基は、縮合多環系芳香族炭化水素基、又は芳香環集合に由来する基をいう。多環系芳香族複素環基は、縮合多環系芳香族複素環基、又は芳香環集合に由来する基をいう。
【0118】
、Z及びZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~12のアルコキシ基であることが好ましく、Zは、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基がさらに好ましく、Z及びZは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、シアノ基がさらに好ましい。
【0119】
、Q及びQは、-NH-、-S-、-NR2’-、-O-が好ましく、R2’は水素原子が好ましい。中でも-S-、-O-、-NH-が特に好ましい。
【0120】
式(Ar-1)~(Ar-23)の中でも、式(Ar-6)及び式(Ar-7)が分子の安定性の観点から好ましい。
式(Ar-16)~(Ar-23)において、Yは、これが結合する窒素原子及びZと共に、芳香族複素環基を形成していてもよい。芳香族複素環基としては、Arが有していてもよい芳香族複素環として前記したものが挙げられるが、例えば、ピロール環、イミダゾール環、ピロリン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、インドール環、キノリン環、イソキノリン環、プリン環、ピロリジン環等が挙げられる。この芳香族複素環基は、置換基を有していてもよい。また、Yは、これが結合する窒素原子及びZと共に、前述した置換されていてもよい多環系芳香族炭化水素基又は多環系芳香族複素環基であってもよい。例えば、ベンゾフラン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環等が挙げられる。
【0121】
(式(X)で表される基を含む化合物)
式(X)は下記のとおりである。以下、式(X)で表される基を含む化合物を重合性液晶(B)ということがある。
P11-B11-E11-B12-A11-B13- (X)
【0122】
[式(X)中、P11は、重合性基を表わす。
A11は、2価の脂環式炭化水素基または2価の芳香族炭化水素基を表わす。該2価の脂環式炭化水素基および2価の芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6アルコキシ基、シアノ基またはニトロ基で置換されていてもよく、該炭素数1~6のアルキル基および該炭素数1~6アルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
B11は、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-NR16-、-NR16-CO-、-CO-、-CS-または単結合を表わす。R16は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表わす。
B12およびB13は、それぞれ独立に、-C≡C-、-CH=CH-、-CH-CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C(=O)-NR16-、-NR16-C(=O)-、-OCH-、-OCF-、-CHO-、-CFO-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-または単結合を表わす。
E11は、炭素数1~12のアルカンジイル基を表わし、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1~5のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アルコキシ基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。また、該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-または-CO-に置き換わっていてもよい。]
【0123】
A11の芳香族炭化水素基および脂環式炭化水素基の炭素数は、3~18の範囲であることが好ましく、5~12の範囲であることがより好ましく、5または6であることが特に好ましい。A11としては、シクロヘキサン-1,4-ジイル基、1,4-フェニレン基が好ましい。
【0124】
E11としては、直鎖状の炭素数1~12のアルカンジイル基が好ましい。該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-に置き換っていてもよい。
具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、へキサン-1,6-ジイル基、へプタン-1,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、ノナン-1,9-ジイル基、デカン-1,10-ジイル基、ウンデカン-1,11-ジイル基およびドデカン-1,12-ジイル基等の炭素数1~12の直鎖状アルカンジイル基;-CH-CH-O-CH-CH-、-CH-CH-O-CH-CH-O-CH-CH-および-CH-CH-O-CH-CH-O-CH-CH-O-CH-CH-等が挙げられる。
B11としては、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-が好ましく、中でも、-CO-O-がより好ましい。
B12およびB13としては、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-が好ましく、中でも、-O-または-O-C(=O)-O-がより好ましい。
【0125】
P11で示される重合性基としては、重合反応性、特に光重合反応性が高いという点で、ラジカル重合性基またはカチオン重合性基が好ましく、取り扱いが容易な上、液晶化合物の製造自体も容易であることから、重合性基は、下記の式(P-11)~式(P-15)で表わされる基であることが好ましい。
【0126】
【0127】
[式(P-11)~(P-15)中、
17~R21はそれぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基または水素原子を表わす。]
【0128】
式(P-11)~式(P-15)で表わされる基の具体例としては、下記式(P-16)~式(P-20)で表わされる基が挙げられる。
【0129】
【0130】
P11は、式(P-14)~式(P-20)で表わされる基であることが好ましく、ビニル基、p-スチルベン基、エポキシ基またはオキセタニル基がより好ましい。
P11-B11-で表わされる基が、アクリロイルオキシ基またはメタアクリロイルオキシ基であることがさらに好ましい。
【0131】
重合性液晶(B)としては、式(I)、式(II)、式(III)、式(IV)、式(V)または式(VI)で表わされる化合物が挙げられる。
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-B16-E12-B17-P12 (I)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-F11 (II)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-E12-B17-P12 (III)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-F11 (IV)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-E12-B17-P12 (V)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-F11 (VI)
(式中、
A12~A14はそれぞれ独立に、A11と同義であり、B14~B16はそれぞれ独立に、B12と同義であり、B17は、B11と同義であり、E12は、E11と同義である。
F11は、水素原子、炭素数1~13のアルキル基、炭素数1~13のアルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、ジメチルアミノ基、ヒドロキシ基、メチロール基、ホルミル基、スルホ基(-SOH)、カルボキシ基、炭素数1~10のアルコキシカルボニル基またはハロゲン原子を表わし、該アルキル基およびアルコキシ基を構成する-CH-は、-O-に置き換っていてもよい。)
【0132】
重合性液晶(B)の具体例としては、液晶便覧(液晶便覧編集委員会編、丸善(株)平成12年10月30日発行)の「3.8.6 ネットワーク(完全架橋型)」、「6.5.1 液晶材料 b.重合性ネマチック液晶材料」に記載された化合物の中で重合性基を有する化合物、特開2010-31223号公報、特開2010-270108号公報、特開2011-6360号公報および特開2011-207765号公報記載の重合性液晶が挙げられる。
【0133】
重合性液晶(B)の具体例としては、下記式(I-1)~式(I-4)、式(II-1)~式(II-4)、式(III-1)~式(III-26)、式(IV-1)~式(IV-26)、式(V-1)~式(V-2)および式(VI-1)~式(VI-6)で表わされる化合物が挙げられる。なお、下記式中、k1およびk2は、それぞれ独立して、2~12の整数を表わす。これらの重合性液晶(B)は、その合成の容易さ、または、入手の容易さの点で、好ましい。
【0134】
【0135】
【0136】
【0137】
【0138】
【0139】
【0140】
【0141】
【0142】
【0143】
円盤状の重合性液晶としては、例えば、式(W)で表される基を含む化合物(以下、重合性液晶(C)ということがある)が挙げられる。
【0144】

[式(W)中、R40は、下記式(W-1)~(W-5)を表わす。
【0145】
【0146】
40およびZ40は、炭素数1~12のアルキル基を表わし、該アルキル基に含まれる水素原子は、炭素数1~5のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アルコキシ基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。また、該アルキル基を構成する-CH-は、-O-または-CO-に置き換わっていてもよい。
【0147】
重合性液晶(C)の具体例としては、液晶便覧(液晶便覧編集委員会編、丸善(株)平成12年10月30日発行)の「6.5.1 液晶材料 b.重合性ネマチック液晶材料
図6.21」に記載された化合物、特開平7-258170号公報、特開平7-30637号公報、特開平7-309807号公報、特開平8-231470号公報記載の重合性液晶が挙げられる。
【0148】
式(11)および式(12)で表される光学特性を有する位相差板30は、式(14)、(16)及び式(17)で表される光学特性を有する層と、式(15)、(16)及び式(17)で表される光学特性を有する層とを特定の遅相軸関係で組み合わせることで得られる。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (11)
1.00≦Re(650)/Re(550) (12)
100nm<Re(550)<150nm (14)
150nm<Re(550)<320nm (15)
Re(450)/Re(550)≧1.00 (16)
1.00≧Re(650)/Re(550) (17)
【0149】
位相差板30は、好ましくは、式(11)および式(12)で表される光学特性を有する。位相差板30が式(11)および式(12)で表される光学特性を有すると、可視光域における各波長の光に対して、一様な偏光変換の特性が得られ、有機EL表示装置等の表示装置の黒表示時の反射光の色づきを抑制することができる。
【0150】
前記特定の構造を有する重合性液晶としては、例えば、前記重合性液晶(A)が挙げられる。重合性液晶(A)を、基材平面に対して光軸が水平となるように配向することで、式(11)及び式(12)で表される光学特性を有する位相差膜が得られ、さらに、膜厚を調節することで、例えば、式(14)で表される光学特性等の所望の面内位相差値を有する位相差膜を得ることができる。
100nm<Re(550)<150nm (14)
【0151】
式(14)、(16)及び式(17)で表される光学特性を有する層と、式(15)、(16)及び式(17)で表される光学特性を有する層とを特定の遅相軸関係で組み合わせる方法としては、周知の方法が挙げられる。例えば、特開2001-4837号公報、特開2001-21720号公報及び特開2000-206331号公報には、液晶化合物からなる位相差膜を少なくとも2層有する位相差フィルムが開示されている。なお、式(14)で表される光学特性を有する層を1/4波長層ともいい、式(15)で表される光学特性を有する層を1/2波長層ともいい、式(16)及び式(17)で表される光学特性を正波長分散性ともいう。さらに、斜め方向での反射防止機能を補償し得る観点から、厚み方向に異方性を有する層(ポジティブCプレート)をさらに含んでいる事が好ましい。また、それぞれの光学異方性層はチルト配向をしていても良いし、コレステリック配向状態を形成していても良い。
【0152】
上記式(16)及び式(17)で表される光学特性を有する位相差膜は、周知の方法で得ることができる。すなわち、上記式(11)および式(12)で表される光学特性を有する位相差膜を得る方法以外の方法で得られる位相差膜は、概ね式(16)及び式(17)で表される光学特性を有する。
【0153】
位相差板30の好適な一形態は、第1液晶位相差膜31が、式(15)、(16)及び式(17)で表される光学特性を有し、第2液晶位相差膜32が、式(14)、(16)及び式(17)で表される光学特性を有する。
100nm<Re(550)<150nm (14)
150nm<Re(550)<320nm (15)
Re(450)/Re(550)≧1.00 (16)
1.00≧Re(650)/Re(550) (17)
第2液晶位相差膜32は好ましくは式(14-1)で表される光学特性を有する層であり、第1液晶位相差膜31は好ましくは式(15-1)で表される光学特性を有する層である。
130nm<Re(550)<150nm (14-1)
265nm<Re(550)<285nm (15-1)
【0154】
第1液晶位相差膜31は、好ましくは重合性液晶(C)を重合させることにより形成されるコーティング層である。第2液晶位相差膜32は、好ましくは重合性液晶(B)を重合させることにより形成されるコーティング層である。
【0155】
第1液晶位相差膜31と第2液晶位相差膜32は、それぞれの厚みが、0.2μm以上3.0μm以下であることが好ましく、0.4μm以上2.8μm以下であることがより好ましい。本発明によると、第1液晶位相差膜31と第2液晶位相差膜32との厚みが3.0μm以下であっても、斜め方向から視認される干渉ムラを低減することができる。
【0156】
液晶位相差膜の厚さは、干渉膜厚計、レーザー顕微鏡または触針式膜厚計による測定によって求めることができる。
【0157】
第1液晶位相差膜31と第2液晶位相差膜32は、面内で例えば50°~70°の交差角度で交差するように配置されることが好ましい。ここでいう交差角度とは、二つの遅相軸の交差角度の内、狭い交差角の角度を意味する。
【0158】
偏光子の吸収軸に対しては、第1液晶位相差膜31の遅相軸が例えば10°~20°であり、好ましくは12°~18°であり、さらに好ましくは約15°であり、第2液晶位相差膜32の遅相軸が例えば70°以上80°以下であり、より好ましくは72°以上78°以下であり、さらに好ましくは約75°である。
別の実施形態では、偏光子の吸収軸に対して、第1液晶位相差膜31の遅相軸が例えば-10°~-20°であり、好ましくは-12°~-18°であり、さらに好ましくは約-15°であり、第2液晶位相差膜32の遅相軸が例えば-70°~-80°であり、より好ましくは-72°~-78°であり、さらに好ましくは約-75°である。
さらに別の実施形態では、偏光子の吸収軸に対して、第1液晶位相差膜31の遅相軸が70°~80°であり、好ましくは72°~78°であり、さらに好ましくは約75°であり、第2液晶位相差膜32の遅相軸が例えば10°~20°であり、より好ましくは12°~18°であり、さらに好ましくは約15°である。
さらに別の実施形態では、偏光子の吸収軸に対して、第1液晶位相差膜31の遅相軸が-70°~-80°であり、好ましくは-72°~-78°であり、さらに好ましくは約-75°であり、第2液晶位相差膜32の遅相軸が例えば-10°~-20°であり、より好ましくは-12°~-18°であり、さらに好ましくは約-15°である。
【0159】
<基材>
位相差板30は、基材を有していてもよい。基材は通常透明基材である。透明基材とは、光、特に可視光を透過し得る透明性を有する基材を意味し、透明性とは、波長380~780nmにわたる光線に対しての透過率が80%以上となる特性をいう。基材としては、ガラス基材及びフィルム基材が挙げられ、フィルム基材が好ましい、連続的に製造できる点で長尺のロール状フィルムがより好ましい。フィルム基材を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー等のポリオレフィン;環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース及びセルロースアセテートプロピオネート等のセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィド及びポリフェニレンオキシド;等のプラスチックが挙げられる。中でも光学フィルム用途で使用する際の透明性等の観点からトリアセチルセルロース、環状オレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレートのいずれかから選ばれるフィルム基材がより好ましい。
【0160】
市販のセルロースエステル基材としては、“フジタックフィルム”(富士写真フイルム株式会社製);“KC8UX2M”、“KC8UY”及び“KC4UY”(以上、コニカミノルタオプト株式会社製)等が挙げられる。
市販の環状オレフィン系樹脂としては、“Topas”(登録商標)(Ticona社(独)製)、“アートン”(登録商標)(JSR株式会社製)、“ゼオノア(ZEONOR)”(登録商標)、“ゼオネックス(ZEONEX)”(登録商標)(以上、日本ゼオン株式会社製)及び“アペル”(登録商標)(三井化学株式会社製)が挙げられる。このような環状オレフィン系樹脂を、溶剤キャスト法、溶融押出法等の公知の手段により製膜して、基材とすることができる。市販されている環状オレフィン系樹脂基材を用いることもできる。市販の環状オレフィン系樹脂基材としては、“エスシーナ”(登録商標)、“SCA40”(登録商標)(以上、積水化学工業株式会社製)、“ゼオノアフィルム”(登録商標)(オプテス株式会社製)及び“アートンフィルム”(登録商標)(JSR株式会社製)が挙げられる。
【0161】
基材の厚さは、実用的な取り扱いができる程度で薄い方が好ましいが、薄すぎると強度が低下し、加工性に劣る傾向がある。基材の厚さは、通常、5μm~300μmであり、好ましくは10μm~200μm、より好ましくは10~50μmである。また、基材を剥離して偏光膜や位相差膜を転写することによって、さらなる薄膜化効果が得られる。
【0162】
<配向膜>
本明細書において配向膜は、重合性液晶化合物を所望の方向に液晶配向させる、配向規制力を有するものである。
【0163】
配向膜は、重合性液晶化合物の液晶配向を容易にする。水平配向、垂直配向、ハイブリッド配向、傾斜配向等の液晶配向の状態は、配向膜および重合性液晶化合物の性質によって変化し、その組み合わせは任意に選択することができる。例えば、配向膜が配向規制力として水平配向を発現させる材料であれば、重合性液晶化合物は水平配向またはハイブリッド配向を形成することができ、垂直配向を発現させる材料であれば、重合性液晶化合物は垂直配向または傾斜配向を形成することができる。水平、垂直等の表現は、光学異方性層平面を基準とした場合の、配向した重合性液晶化合物の光軸の方向を表す。例えば、垂直配向とは光学異方性層平面に対して垂直な方向に、配向した重合性液晶化合物の光軸を有することである。ここでいう垂直とは、光学異方性層平面に対して90°±20°のことを意味する。
【0164】
配向規制力は、配向膜が配向性ポリマーから形成されている場合は、表面状態やラビング条件によって任意に調整することが可能であり、光配向性ポリマーから形成されている場合は、偏光照射条件等によって任意に調整することが可能である。また、重合性液晶化合物の、表面張力や液晶性等の物性を選択することにより、液晶配向を制御することもできる。
【0165】
基材と液晶位相差膜との間に形成される配向膜としては、配向膜上に液晶位相差膜を形成する際に使用される溶剤に不溶であり、また、溶剤の除去や液晶の配向のための加熱処理における耐熱性を有するものが好ましい。配向膜としては、配向性ポリマーからなる配向膜、光配向膜およびグルブ(groove)配向膜、配向方向に延伸してある延伸フィルム等が挙げられ、長尺のロール状フィルムに適用する場合には、配向方向を容易に制御できる点で、光配向膜が好ましい。
【0166】
配向膜の厚さは、通常10nm~5000nmの範囲であり、好ましくは10nm~1000nmの範囲であり、より好ましくは30~300nmである。
【0167】
ラビング配向膜に用いられる配向性ポリマーとしては、分子内にアミド結合を有するポリアミドやゼラチン類、分子内にイミド結合を有するポリイミドおよびその加水分解物であるポリアミック酸、ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾール、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸およびポリアクリル酸エステル類等が挙げられる。中でも、ポリビニルアルコールが好ましい。これらの配向性ポリマーは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0168】
ラビングする方法としては、ラビング布が巻きつけられ、回転しているラビングロールに、配向性ポリマー組成物を基材に塗布しアニールすることで基材表面に形成された配向性ポリマーの膜を、接触させる方法が挙げられる。
【0169】
光配向膜は、光反応性基を有するポリマーやオリゴマーまたはモノマーからなる。光配向膜は、偏光を照射することで配向規制力が得られる。照射する偏光の偏光方向を選択することにより、配向規制力の方向を任意に制御できる点で光配向膜がより好ましい。
【0170】
光反応性基とは、光を照射することにより液晶配向能を生じる基をいう。具体的には、光を照射することで生じる分子の配向誘起または異性化反応、二量化反応、光架橋反応、または光分解反応のような、液晶配向能の起源となる光反応を生じるものである。当該光反応性基の中でも、二量化反応または光架橋反応を起こすものが、配向性に優れる点で好ましい。以上のような反応を生じうる光反応性基としては、不飽和結合、特に二重結合を有するものが好ましく、炭素-炭素二重結合(C=C結合)、炭素-窒素二重結合(C=N結合)、窒素-窒素二重結合(N=N結合)、および炭素-酸素二重結合(C=O結合)からなる群より選ばれる少なくとも一つを有する基がより好ましい。
【0171】
C=C結合を有する光反応性基としては例えば、ビニル基、ポリエン基、スチルベン基、スチルバゾ-ル基、スチルバゾリウム基、カルコン基およびシンナモイル基等が挙げられる。反応性の制御が容易であるという点や光配向時の配向規制力発現の観点から、カルコン基およびシンナモイル基が好ましい。C=N結合を有する光反応性基としては、芳香族シッフ塩基および芳香族ヒドラゾン等の構造を有する基が挙げられる。N=N結合を有する光反応性基としては、アゾベンゼン基、アゾナフタレン基、芳香族複素環アゾ基、ビスアゾ基およびホルマザン基等や、アゾキシベンゼンを基本構造とするものが挙げられる。C=O結合を有する光反応性基としては、ベンゾフェノン基、クマリン基、アントラキノン基およびマレイミド基等が挙げられる。これらの基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリルオキシ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、ヒドロキシル基、スルホン酸基およびハロゲン化アルキル基等の置換基を有していてもよい。
【0172】
偏光を照射するには、膜面から直接偏光を照射する形式でも、基材側から偏光を照射し、偏光を透過させて照射する形式でもよい。また、当該偏光は、実質的に平行光であることが特に好ましい。照射する偏光の波長は、光反応性基を有するポリマーまたはモノマーの光反応性基が、光エネルギーを吸収し得る波長領域のものがよい。具体的には、波長250~400nmの範囲のUV(紫外光)が特に好ましい。当該偏光照射に用いる光源としては、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、KrF、ArF等の紫外光レーザー等が挙げられ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプがより好ましい。これらのランプは、波長313nmの紫外光の発光強度が大きいため好ましい。前記光源からの光を、適当な偏光子を通過して照射することにより、偏光を照射することができる。かかる偏光子としては、偏光フィルターやグラントムソン、グランテーラー等の偏光プリズムやワイヤーグリッドタイプの偏光子を用いることができる。
【0173】
<偏光膜形成用組成物、液晶位相差膜形成用組成物>
偏光膜形成用組成物又は液晶位相差膜形成用組成物(以下、光学異方性層形成用組成物ともいう)はさらに、溶剤やレベリング剤、重合開始剤、光増感剤、重合禁止剤、架橋剤、密着剤等の反応性添加剤を含んでいても良く、溶剤やレベリング剤を含む事が加工性の観点から好ましい。
【0174】
(溶剤)
光学異方性層形成用組成物は溶剤を含有してよい。一般に重合性液晶化合物は粘度が高いため、溶剤に溶解させた光学異方性層形成用組成物とすることで塗布が容易になり、結果として光学異方性層の形成がし易くなる場合が多い。溶剤としては、重合性液晶化合物を完全に溶解し得るものが好ましく、また、重合性液晶化合物の重合反応に不活性な溶剤であることが好ましい。
【0175】
溶剤としては、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテルおよびプロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトンまたはプロピレングリコールメチルエーテルアセテートおよび乳酸エチル等のエステル溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノンおよびメチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;ペンタン、ヘキサンおよびヘプタン等の脂肪族炭化水素溶剤;トルエンおよびキシレン等の芳香族炭化水素溶剤、アセトニトリル等のニトリル溶剤;テトラヒドロフランおよびジメトキシエタン等のエーテル溶剤;クロロホルムおよびクロロベンゼン等の塩素含有溶剤;ジメチルアセトアミド、ジメチルホルミアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等のアミド系溶剤等が挙げられる。これら溶剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0176】
溶剤の含有量は、前記光学異方性層形成用組成物の総量に対して50~98質量%が好ましい。換言すると、光学異方性層形成用組成物における固形分の含有量は、2~50質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましい。該固形分の含有量が50質量%以下であると、光学異方性層形成用組成物の粘度が低くなることから、光学異方性層の厚さが略均一になることで、当該光学異方性層に干渉ムラが生じにくくなる傾向がある。また、かかる固形分の含有量は、製造しようとする光学異方性層の厚さを考慮して定めることができる。
【0177】
(レベリング剤)
光学異方性層形成用組成物には、レベリング剤を含有させてもよい。レベリング剤とは、組成物の流動性を調整し、組成物を塗布して得られる膜をより平坦にする機能を有する添加剤であり、例えば、有機変性シリコーン系、ポリアクリレート系およびパーフルオロアルキル系のレベリング剤が挙げられる。中でも、水平配向させる場合には、ポリアクリレート系レベリング剤およびパーフルオロアルキル系レベリング剤が好ましく、垂直配向させる場合には、有機変性シリコーン系レベリング剤およびパーフルオロアルキル系レベリング剤が好ましい。
【0178】
光学異方性層形成用組成物がレベリング剤を含有する場合、重合性液晶化合物の含有量100質量部に対して、好ましくは0.01~5質量部、より好ましくは0.05~3質量部である。レベリング剤の含有量が上記範囲内であると、重合性液晶化合物を水平配向させることが容易であり、かつ得られる光学異方性層がより平滑となる傾向がある。重合性液晶化合物に対するレベリング剤の含有量が上記範囲を超えると、得られる光学異方性層に干渉ムラが生じやすい傾向がある。なお、光学異方性層形成用組成物は、レベリング剤を2種以上含有していてもよい。
【0179】
(重合開始剤)
光学異方性層形成用組成物は重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤は、重合性液晶化合物等の重合反応を開始し得る化合物である。重合開始剤としては、サーモトロピック液晶の相状態に依存しないという観点から、光の作用により活性ラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。
【0180】
光重合開始剤は、重合性液晶化合物の重合反応を開始し得る化合物であれば、公知の光重合開始剤を用いることができる。具体的には、光の作用により活性ラジカルまたは酸を発生できる光重合開始剤が挙げられ、中でも、光の作用によりラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。光重合開始剤は単独または二種以上組み合わせて使用できる。
【0181】
光重合開始剤としては、公知の光重合開始剤を用いることができ、例えば、活性ラジカルを発生する光重合開始剤としては、自己開裂型のベンゾイン系化合物、アセトフェノン系化合物、ヒドロキシアセトフェノン系化合物、α-アミノアセトフェノン系化合物、オキシムエステル系化合物、アシルホスフィンオキサイド系化合物、アゾ系化合物等を使用でき、水素引き抜き型のベンゾフェノン系化合物、アルキルフェノン系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、ベンジルケタール系化合物、ジベンゾスベロン系化合物、アントラキノン系化合物、キサントン系化合物、チオキサントン系化合物、ハロゲノアセトフェノン系化合物、ジアルコキシアセトフェノン系化合物、ハロゲノビスイミダゾール系化合物、ハロゲノトリアジン系化合物、トリアジン系化合物等を使用できる。酸を発生する光重合開始剤としては、ヨードニウム塩およびスルホニウム塩等を使用することができる。低温での反応効率に優れるという観点から自己開裂型の光重合開始剤が好ましく、特にアセトフェノン系化合物、ヒドロキシアセトフェノン系化合物、α-アミノアセトフェノン系化合物、オキシムエステル系化合物が好ましい。
【0182】
光学異方性層形成用組成物中の重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の種類およびその量に応じて適宜調節できるが、重合性液晶化合物の含有量100質量部に対して、通常0.1~30質量部、好ましくは0.5~10質量部、より好ましくは0.5~8質量部である。重合開始剤の含有量が上記範囲内であると、重合性液晶化合物の配向を乱すことなく重合を行うことができる。
【0183】
(増感剤)
光学異方性層形成用組成物は増感剤を含有してもよい。増感剤としては、光増感剤が好ましい。該増感剤としては、例えば、キサントンおよびチオキサントン等のキサントン化合物(例えば、2,4-ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン等);アントラセンおよびアルコキシ基含有アントラセン(例えば、ジブトキシアントラセン等)等のアントラセン化合物;フェノチアジンおよびルブレン等が挙げられる。
【0184】
光学異方性層形成用組成物が増感剤を含有する場合、光学異方性層形成用組成物に含有される重合性液晶化合物の重合反応をより促進することができる。かかる増感剤の使用量は、重合性液晶化合物の含有量100質量部に対して、0.1~30質量部が好ましく、0.5~10質量部がより好ましく、0.5~8質量部がさらに好ましい。
【0185】
(酸化防止剤)
重合反応を安定的に進行させる観点から、光学異方性層形成用組成物は酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤により、重合性液晶化合物の重合反応の進行度合いをコントロールすることができる。
【0186】
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、キノン系酸化防止剤、ニトロソ系酸化防止剤から選ばれる一次酸化防止剤であってもよいし、リン系酸化防止剤および硫黄系酸化防止剤から選ばれる二次酸化防止剤であってもよい。
【0187】
光学異方性層形成用組成物が酸化防止剤を含有する場合、酸化防止剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量100質量部に対して、好ましくは0.1~30質量部、より好ましくは0.5~10質量部、さらに好ましくは0.5~8質量部である。酸化防止剤は単独または2種以上を組み合わせて使用できる。酸化防止剤の含有量が、上記範囲内であると、重合性液晶化合物の配向を乱すことなく重合を行うことができる。
【0188】
<光学異方性層形成用組成物;反応性添加剤>
光学異方性層形成用組成物は、反応性添加剤を含んでもよい。反応性添加剤としては、その分子内に炭素-炭素不飽和結合や活性水素反応性基やチオール基を有するものが好ましい。なお、ここでいう「活性水素反応性基」とは、カルボキシル基(-COOH)、水酸基(-OH)、アミノ基(-NH)等の活性水素を有する基に対して反応性を有する基を意味し、グリシジル基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、アジリジン基、イミド基、イソシアネート基、チオイソシアネート基、無水マレイン酸基等がその代表例である。反応性添加剤が有する反応性基の個数は、通常、それぞれ1~20個であり、好ましくはそれぞれ1~10個である。
【0189】
<偏光膜、液晶位相差膜>
(保護層)
偏光膜又は液晶位相差膜(以下、光学異方性層ともいう)は、さらに保護層を有していても良い。光学異方性層を粘接着剤等によって別のフィルムに接着積層させるような場合に、保護層を有する事で光学異方性層中の未反応の重合性液晶化合物や二色性色素等の低分子成分が別の層へ拡散する事を防止する事ができる。
【0190】
保護層は光学異方性層中の未反応の重合性液晶化合物や二色性色素等の低分子成分が別の層へ拡散する事を防止する事ができるのであれば薄い事が好ましい。好ましい膜厚としては、0.1μm以上10μm以下であり、より好ましくは0.1μm以上5μm以下、さらに好ましくは0.1μm以上3μm以下である。
【0191】
保護層は架橋密度が高いポリマーか親水性相互作用の高い水溶性ポリマーが好ましい。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ウレタン樹脂、及びメラミン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含んでなる。これらの中でも、硬化性が高く形成しやすい観点から、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ウレタン樹脂、及びメラミン樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含んでなることが好ましく、アクリル樹脂及びウレタン樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含んでなることがより好ましい。また、親水性の観点からポリビニルアルコール樹脂が好ましい。
【0192】
<光学異方性層の製造方法>
光学異方性層は、基材並びに配向膜上に光学異方性層形成用組成物を塗布することで製造することができる。
【0193】
<光学異方性層形成用組成物の塗布>
光学異方性層形成用組成物を基材又は配向膜上に塗布する方法としては、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、CAPコーティング法、スリットコーティング法、マイクログラビア法、ダイコーティング法、インクジェット法等が挙げられる。また、ディップコーター、バーコーター、スピンコーター等のコーターを用いて塗布する方法等も挙げられる。中でも、Roll to Roll形式で連続的に塗布する場合には、マイクログラビア法、インクジェット法、スリットコーティング法、ダイコーティング法による塗布方法が好ましく、ガラス等の枚葉基材に塗布する場合には、均一性の高いスピンコーティング法が好ましい。Roll to Roll形式で塗布する場合、基材に配向膜形成用組成物等を塗布して配向膜を形成し、さらに得られた配向膜上に光学異方性層形成用組成物を連続的に塗布することもできる。
【0194】
<光学異方性層形成用組成物の乾燥>
光学異方性層形成用組成物に含まれる溶剤を除去する乾燥方法としては、例えば、自然乾燥、通風乾燥、加熱乾燥、減圧乾燥およびこれらを組み合わせた方法が挙げられる。中でも、自然乾燥または加熱乾燥が好ましい。乾燥温度は、0~200℃の範囲が好ましく、20~150℃の範囲がより好ましく、50~130℃の範囲がさらに好ましい。乾燥時間は、10秒間~10分間が好ましく、より好ましくは30秒間~5分間である。光配向膜形成用組成物および配向性ポリマー組成物も同様に乾燥することができる。
【0195】
<重合性液晶化合物の重合>
重合性液晶化合物を重合させる方法としては、光重合が好ましい。光重合は、基材上または配向膜上に重合性液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物が塗布された積層体に活性エネルギー線を照射することにより実施される。照射する活性エネルギー線としては、乾燥被膜に含まれる重合性液晶化合物の種類(特に、重合性液晶化合物が有する光重合性官能基の種類)、光重合開始剤を含む場合には光重合開始剤の種類、およびそれらの量に応じて適宜選択される。具体的には、可視光、紫外光、赤外光、X線、α線、β線、およびγ線からなる群より選択される一種以上の光が挙げられる。中でも、重合反応の進行を制御し易い点、および光重合装置として当分野で広範に用いられているものが使用できるという点で、紫外光が好ましく、紫外光によって光重合可能なように、重合性液晶化合物の種類を選択することが好ましい。
【0196】
前記活性エネルギー線の光源としては、例えば、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ、ガリウ干渉ムランプ、エキシマレーザー、波長範囲380~440nmを発光するLED光源、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。
【0197】
紫外線照射強度は、通常、10mW/cm~3,000mW/cmである。紫外線照射強度は、好ましくはカチオン重合開始剤又はラジカル重合開始剤の活性化に有効な波長領域における強度である。光を照射する時間は、通常0.1秒~10分であり、好ましくは1秒~5分であり、より好ましくは5秒~3分であり、さらに好ましくは10秒~1分である。このような紫外線照射強度で1回又は複数回照射すると、その積算光量は、10mJ/cm~3,000mJ/cm、好ましくは50mJ/cm~2,000mJ/cm、より好ましくは100mJ/cm~1,000mJ/cmである。積算光量がこの範囲以下である場合には、重合性液晶化合物の硬化が不十分となり、良好な転写性が得られない場合がある。逆に、積算光量がこの範囲以上である場合には、光学異方層を含む光学フィルムが着色する場合がある。
【0198】
[位相差板の製造方法]
位相差板の製造方法において、第1液晶位相差膜、第2液晶位相差膜を形成する順序は任意である。
【0199】
図2は、位相差板30の具体例を模式的に示す概略断面図である。図2(a)は、第1液晶位相差膜31及び第2液晶位相差膜32が積層された位相差板30である。図2(b)は、基材33、第1液晶位相差膜31及び、第2液晶位相差膜32が、この順番で積層された位相差板30である。図2(c)は、基材33、第2液晶位相差膜32及び、第1液晶位相差膜31が、この順番で積層された位相差板30である。図2(d)は、第1液晶位相差膜31、基材33及び、第2液晶位相差膜32が、この順番で積層された位相差板30である。
【0200】
基材33を有する位相差板30から基材を取り除くことで基材を有さない位相差板30(図2(a))を得ることができる。
【0201】
また、第1液晶位相差膜31を有する基材33と、第2液晶位相差膜32を有する基材33’を貼り合せることでも、位相差板30を製造することができる。具体例としては、図2(e)、図2(f)及び図2(g)が挙げられる。貼り合せには、第2粘接着層34が用いられる。図2(a)~(g)では、第2粘接着層34の図示は省略されている。
【0202】
[光学積層体の製造方法]
本実施形態の光学積層体は、上記位相差板と上記直線偏光板とを、第1粘接着層を用いて貼り合わせることで得ることができる。直線偏光板へ、基材を有さない位相差板を貼合する方法としては、基材を取り除いた位相差板を、第1粘接着層を用いて直線偏光板へ貼合する方法、及び、位相差板を第1粘接着層を用いて直線偏光板へ貼合した後に、基材を取り除く方法等が挙げられる。この際、第1粘接着層は、位相差板が有する位相差膜側に粘接着剤を塗布することにより直接形成されてもよく、直線偏光板側へ粘接着剤を塗布することにより直接形成されてもよく、または予め他の基材上に形成されている第1粘接着層を直線偏光板と位相差板との間に介在させてもよい。基材と、位相差膜との間に配向膜がある場合は、基材と共に配向膜も取り除いてもよい。
【0203】
位相差膜又は配向膜等と化学結合を形成する官能基を表面に有する基材は、位相差膜又は配向膜等と化学結合を形成し、取り除き難くなる傾向がある。よって基材を剥離して取り除く場合は、表面の官能基が少ない基材が好ましく、また、表面に官能基を形成する表面処理を施していない基材が好ましい。
【0204】
また、基材と化学結合を形成する官能基を有する配向膜は、基材と配向膜との密着力が大きくなる傾向があるため、基材を剥離して取り除く場合は、基材と化学結合を形成する官能基が少ない配向膜が好ましい。また、基材と配向膜とを架橋する試薬が含まれないことが好ましく、さらに、配向性ポリマー組成物及び光配向膜形成用組成物等の溶液には基材を溶解する、溶剤等の成分が含まれないことが好ましい。
【0205】
また、位相差膜と化学結合を形成する官能基を有する配向膜は、位相差膜と配向膜との密着力が大きくなる傾向がある。よって基材と共に配向膜を取り除く場合は、位相差膜と化学結合を形成する官能基が少ない配向膜が好ましい。また、位相差膜及び配向膜には、位相差膜と配向膜とを架橋する試薬が含まれないことが好ましい。
【0206】
また、配向膜と化学結合を形成する官能基を有する位相差膜は、配向膜と位相差膜との密着力が大きくなる傾向がある。よって基材を取り除く場合又は、基材と共に配向膜を取り除く場合は、基材又は配向膜と化学結合を形成する官能基が少ない位相差膜が好ましい。また、重合性液晶組成物は、好ましくは基材又は配向膜と位相差膜とを架橋する試薬を含まない。
【0207】
例えば、基材、第2液晶位相差膜32、第2粘接着層34、及び第1液晶位相差膜31がこの順番で積層された位相差板30の第1液晶位相差膜31の表面に第1粘接着層21を貼付し、そこへ直線偏光板10を貼合し、その後、位相差板30の基材を取り除くことで、直線偏光板10、第1粘接着層21、第1液晶位相差膜31、第2粘接着層34、及び第2液晶位相差膜32がこの順番で積層された、図1に示される構成の光学積層体を製造することができる。また、基材、第1液晶位相差膜及び、第1粘接着層、第2液晶位相差膜がこの順番で積層された位相差板の第2液晶位相差膜の表面に第2粘接着層を貼付し、そこへ直線偏光板を貼合し、その後、位相差板の基材を取り除くことで、直線偏光板、第2液晶位相差膜、第1粘接着層、第1液晶位相差膜がこの順番で積層された偏光板を製造することができる。薄膜化の観点から、基材を剥離する事が好ましい。
【0208】
光学積層体の端面を研磨する方法は、例えば下記工程を含む。
〔a〕光学積層体を複数枚積み重ねて、積層物を得る第1工程、及び
〔b〕得られた積層物の端面の長さ方向に沿って、積層物に対して、回転軸を中心に回転する、切削刃を有する切削工具を相対移動させることにより積層物の端面を切削加工する第2工程。
【0209】
〔第1工程〕
光学積層体1の製造方法では、例えば、第1工程(上記[a])を行った後、まず平面視における形状が方形状の光学積層体の4辺に対して第2工程(上記[b])による研磨を実施することができる。
【0210】
第1工程は、所定の形状に裁断された原料光学積層体を複数枚積み重ねて積層物Wを得る工程である。積層物Wに含まれる原料積層体の枚数は特に限定されないが、積層物Wは、例えば100~500枚の積層体を積層したものであってよい。積層物Wを構成する光学積層体は、例えば光学積層体の層構造を有する長尺状の光学積層体から裁断して得られたものであってよい。
【0211】
第2工程は、第1工程で得られた積層物Wの端面を回転工具60により切削加工して、研磨された端面を有する光学積層体を形成する工程である。
【0212】
第2工程で行う切削加工は、例えば図3に示すように、支持部50及び2つの回転工具60を備えた装置によって行うことができる。支持部50は、積層物Wを上下から押圧して、切削加工中に積層物W自体が移動しないように及び積み重ねられた積層体がずれないように固定等するためのものである。回転工具60は、積層物Wの端面を切削加工するためのものであり、回転軸Rを中心に回転することができる。
【0213】
支持部50は、平板状の基板(積層物Wの移動手段)51;基板51上に配置される門形のフレーム52;基板51上に配置される、中心軸を中心に回転可能な回転テーブル53;フレーム52における回転テーブル53と対向する位置に設けられ、上下動可能なシリンダ54を備えるものであることができる。積層物Wは、回転テーブル53とシリンダ54とによってジグ55を介して挟まれ、固定される。
【0214】
回転工具60は、回転軸Rを中心に回転する円盤状の回転体を有する。回転体の回転方向は図3中の矢印で示す方向である。回転体の盤面(積層物Wの端面に対向する面であって、当該端面に平行な面)には、回転体の回転方向に間隔をおいて複数(例えば、2~10個、好ましくは3~7個)の切削刃が配置されている。回転軸Rは、回転体の盤面の中心を通るように設定されていることが好ましい。切削刃は、回転体の盤面から積層物Wの端面側に突出するように設けられており、切削刃が積層物Wの端面に当接した状態で回転体が回転軸Rを中心に回転することにより、積層物Wの端面を切削することができる。
【0215】
基板51の両側には、2つの回転工具60が互いに向かい合って設けられる。回転工具60は、積層物Wの大きさに合わせて回転軸R方向に移動可能であり、基板51は、2つの回転工具60同士の間を通過するように移動可能である。切削加工にあたっては、積層物Wを支持部50に固定し、回転工具60の回転軸R方向の位置を適切に調整したうえで、回転工具60をそれらの回転軸Rを中心に回転させつつ、積層物Wが向かい合う回転工具60同士の間を通過するように基板51を移動させる。これにより、積層物Wの端面に平行な方向であって積層方向に直交する方向に沿って、積層物Wに対して回転工具60を相対移動させつつ、回転工具60が有する切削刃を積層物Wの向かい合う露出した端面に当接させてこれらの端面を削り取る切削加工を行うことができる。
【0216】
積層物Wと回転工具60との間の相対移動速度は、例えば200mm/分以上5000mm/分以下の範囲(より典型的には、500mm/分以上3000mm/分以下の範囲)から選択することができる。回転工具60の回転速度は、例えば2000rpm以上8000rpm以下の範囲(より典型的には、2500rpm以上6000rpm以下の範囲)から選択することができる。
【0217】
本実施形態の光学積層体は、上記のように研磨工程において端面に生じる汚れを抑制することができる。
【0218】
[画像表示装置]
図4は、本実施形態の画像表示装置の一例を模式的に示す概略断面図である。画像表示装置2は、図4に示すように、前面側から、図1に示す光学積層体1、画像表示パネル40をこの順に有する。画像表示装置2において、光学積層体1は、直線偏光板10側が位相差板30よりも前面側となるような向きで配置される。
【0219】
光学積層体1が円偏光板である場合、画像表示装置2において、外部からの入射光は、光学積層体1で反射する光と、光学積層体1を透過する光とがある。光学積層体1は、最前面に反射防止層を有する構成であってもよく、反射防止層を設けることにより、光学積層体1の表面で反射する光(以下、「外部反射光」ともいう)を低減することができる。光学積層体1を透過する光は、画像表示パネル40で反射されて反射光となり(以下、「内部反射光」ともいう)、光学積層体1に吸収される。内部反射光は、光学積層体1で全て吸収されることが望ましいものの、一部は前面から放出される(以下、かかる光を「放出内部反射光」ともいう)。
【0220】
光学積層体1は、光学積層体1を画像表示パネル40に貼合させるために用いることができる粘着剤層を後面上に備え、粘着剤層付き偏光板として構成されていてもよい。
【0221】
画像表示装置は特に限定されず、例えば有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)表示装置、液晶表示装置、電界発光表示装置等の画像表示装置が挙げられる。
【0222】
画像表示装置は、スマートフォン、タブレット等のモバイル機器、テレビ、デジタルフォトフレーム、電子看板、測定器または計器類、事務用機器、医療機器、電算機器等として用いることができる。
【0223】
<画像表示装置が有していてもよい他の層>
画像表示装置2は、上記した層以外の層を有していてもよい。以下、画像表示装置2が有していてもよい他の層を例示する。
【0224】
(タッチセンサパネル)
タッチセンサパネルは、画像表示装置の画面に接触(タッチ)する指などを検知(センシング)する装置(センサ)であり、画面上の指の位置を検知して画像表示装置に入力する入力手段として用いられる。タッチセンサパネルは、光学積層体1と画像表示パネル40の間に配置されてもよく、光学積層体1の前面側に配置されていてもよい。タッチセンサパネルとしては、タッチされた位置を検出可能なセンサであれば、検出方式は限定されることはなく、抵抗膜方式、静電容量結合方式、光センサ方式、超音波方式、電磁誘導結合方式、表面弾性波方式、赤外線方式等のタッチセンサパネルが例示される。低コストであることから、抵抗膜方式、静電容量結合方式のタッチセンサパネルが好適に用いられる。
【0225】
抵抗膜方式のタッチセンサパネルの一例は、互いに対向配置された一対の基板と、それら一対の基板の間に挟持された絶縁性スペーサーと、各基板の内側の前面に抵抗膜として設けられた透明導電膜と、タッチ位置検知回路とにより構成されている。抵抗膜方式のタッチセンサパネルを設けた画像表示装置においては、前面板の表面がタッチされると、対向する抵抗膜が短絡して、抵抗膜に電流が流れる。タッチ位置検知回路が、このときの電圧の変化を検知し、タッチされた位置が検出される。
【0226】
静電容量結合方式のタッチセンサパネルの一例は、基板と、基板の全面に設けられた位置検出用透明電極と、タッチ位置検知回路とにより構成されている。静電容量結合方式のタッチセンサパネルを設けた画像表示装置においては、前面板の表面がタッチされると、タッチされた点で人体の静電容量を介して透明電極が接地される。タッチ位置検知回路が、透明電極の接地を検知し、タッチされた位置が検出される。静電容量方式タッチセンサパネルは活性領域及び前記活性領域の外郭部に位置する非活性領域に区分される。活性領域は表示パネルで画面が表示される領域(表示部)に対応する領域であって、使用者のタッチが感知される領域であり、非活性領域は表示装置で画面が表示されない領域(非表示部)に対応する領域である。
【0227】
タッチセンサパネルの厚みは、例えば5μm以上2,000μm以下であってよく、5μm以上100μm以下であってもよい。
【0228】
<フレキシブル画像表示装置>
画像表示装置は、フレキシブル画像表示装置であってもよい。フレキシブル画像表示装置は、折り曲げ可能な画像表示装置である。フレキシブル画像表示装置は、光学式指紋認証システムが組み込まれ、折り曲げ可能な画像表示素子と、本発明の偏光板とを備える。折り曲げ可能な画像表示素子は、例えば有機EL表示パネルである。有機EL表示パネルに対して視認側に本発明の偏光板が配置され、折り曲げ可能に構成されている。フレキシブル画像表示装置用偏光板は、さらに前面板やタッチセンサパネルを備えていてもよい。
視認側から前面板、本発明の偏光板、およびタッチセンサパネルがこの順に積層されているか、または視認側から前面板、タッチセンサパネルおよび本発明の偏光板が、この順に積層されていることが好ましい。タッチセンサパネルよりも視認側に偏光子が存在すると、タッチセンサパネルのパターンが視認されにくくなり、結果として表示画像の視認性が良くなるので、タッチセンサパネルよりも視認側に本発明の偏光板を備える構成、すなわち、前面板、本発明の偏光板及びタッチセンサパネルをこの順で備えることがさらに好ましい。それぞれの部材は接着剤、粘着剤等を用いて積層することができる。また、前面板、偏光板、タッチセンサパネルのいずれかの層の少なくとも一面に形成された遮光パターンを具備することができる。
【0229】
視認側から前面板、本発明の偏光板および、折り曲げ可能な画像表示パネルを備えるフレキシブル画像表示装置において、前面板および本発明の偏光板は、偏光板と、前面板とを備える前面板付き偏光板を構成する。この前面板付き偏光板において、前面板は通常、偏光板の視認側に配置され、偏光板とは、例えば粘着剤または接着剤により積層される。
視認側からタッチセンサパネル、本発明の偏光板および、折り曲げ可能な画像表示パネルを備えるフレキシブル画像表示装置において、タッチセンサパネルおよび本発明の偏光板は、偏光板とタッチセンサパネルとを備えるタッチセンサパネル付き偏光板を構成する。また、視認側から、本発明の偏光板、タッチセンサパネル、および折り曲げ可能な画像表示素子を備えるフレキシブル画像表示装置において、タッチセンサパネルおよび本発明の偏光板は、偏光板とタッチセンサパネルとを備えるタッチセンサパネル付き偏光板を構成する。このタッチセンサパネル付き偏光板において、タッチセンサパネルは偏光板よりも背面側(視認側とは反対側)に配置されてもよいし、偏光板よりも視認側に配置されてもよい。タッチセンサパネルと偏光板とは、例えば粘着剤または接着剤により積層される。
【0230】
本発明の偏光板は、その視認側に前面板を積層して前面板付き偏光板として用いることもできる。前面板付き偏光板は、本発明の偏光板と、その視認側に配置された前面板とを備える。
【0231】
(前面板)
前面板としては、ガラス、樹脂フィルムの少なくとも一面にハードコート層を含んでなるもの等が挙げられる。ガラスとしては、例えば、高透過ガラスや、強化ガラスを用いることができる。特に薄い透明面材を使用する場合には、化学強化を施したガラスが好ましい。ガラスの厚みは、例えば50μm~5mmとすることができる。
【0232】
樹脂フィルムの少なくとも一面にハードコート層を含んでなる前面板は、既存のガラスのように硬直ではなく、フレキシブルな特性を有することができる。ハードコート層の厚さは特に限定されず、例えば、5μm~100μmであってもよい。
【0233】
樹脂フィルムとしては、例えばノルボルネン、多環ノルボルネン系単量体のようなシクロオレフィンを含む単量体の単位を有するシクロオレフィン系誘導体、セルロース(ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、イソブチルエステルセルロース、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース)エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリシクロオレフィン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリアクリル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、エポキシ等の高分子で形成されたフィルムであってもよい。これらの高分子はそれぞれ単独又は2種以上混合して使用することができる。
樹脂フィルムは、未延伸フィルムであってもよいし、延伸フィルム、例えば1軸延伸フィルム、2軸延伸フィルムであってもよい。樹脂フィルムとしては、透明性及び耐熱性に優れている点で、ポリアミドイミドフィルム、ポリイミドフィルム、1軸延伸ポリエステルフィルム、2軸延伸ポリエステルフィルムが好ましく、透明性及び耐熱性に優れるとともに、フィルムの大型化に対応できる点で、シクロオレフィン系誘導体フィルム、ポリメチルメタクリレートフィルムが好ましく、透明性と光学的に異方性のない樹脂フィルムが比較的入手しやすい点で、トリアセチルセルロース及びイソブチルエステルセルロースフィルムが、それぞれ好ましい。樹脂フィルムの厚さは、通常5~200μmであり、好ましくは20~100μmである。
【0234】
(遮光パターン)
遮光パターンはベゼルとも呼ばれる部材であり、前面板における表示素子側に形成することができる。遮光パターンを備えることにより、表示装置を構成する各配線を隠して使用者に視認されないようにすることができる。遮光パターンの色及び材質は特に制限されることはなく、黒色、白色、金色等の多様な色を有する樹脂物質で形成することができる。一実施形態において、遮光パターンの厚さは2μm~50μmであってもよく、好ましくは4μm~30μmであってもよく、より好ましくは6μm~15μmの範囲であってもよい。また、遮光パターンと表示部の間の段差による気泡混入及び境界部の視認を抑制するために、遮光パターンに形状を付与することができる。
【実施例0235】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。実施例、比較例中の「%」及び「部」で表される配合量は、特記しない限り、質量%及び質量部である。
【0236】
[光学積層体の作製]
1.接着剤組成物の準備
(1)接着剤1(活性エネルギー線硬化型接着剤)の準備
下記成分を配合して混合した後、脱泡して、活性エネルギー線硬化型接着剤を調製した。
[カチオン重合性化合物]
・ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル(商品名:EX-211L、ナガセケムテックス(株)製) 30質量部
・3-エチル-3{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタン(商品名:OXT-221、東亞合成(株)製) 13質量部
・ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:EP-4100E、(株)ADEKA、粘度13Pa・s(温度25℃)) 45質量部
・芳香族含有オキセタン化合物(商品名:TCM-104、TRONLY製) 12質量部
[光カチオン重合開始剤]
・CPI-100P、サンアプロ(株)製、50%プロピレンカーボネート溶液 2.25質量部(固形分量)
[光増感助剤]
・1,4-ジエトキシナフタレン 1質量部
【0237】
接着剤1の温度23℃での貯蔵弾性率は2.45GPa、80℃における貯蔵弾性率は0.03GPa、波長589nmの光に対する屈折率は1.54であった。
【0238】
(2)接着剤2(活性エネルギー線硬化型接着剤)の準備
下記成分を配合して混合した後、脱泡して、活性エネルギー線硬化型接着剤を調製した。
[カチオン重合性化合物]
・3’,4’-エポキシシクロヘキシルメチル3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(商品名:CEL2021P、株式会社ダイセル製):70質量部
・ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル(商品名:EX-211、ナガセケムテックス株式会社製):20質量部
・2-エチルヘキシルグリシジルエーテル(商品名:EX-121、ナガセケムテックス株式会社製):10質量部
[光カチオン重合開始剤]
・カチオン重合開始剤(商品名:CPI-100P_50%溶液プロピレンカーボネート溶液、サンアプロ株式会社製)
:4.5質量部(実質固形分2.25質量部)
[光増感助剤]
・1,4-ジエトキシナフタレン:2質量部
【0239】
接着剤2の温度23℃での貯蔵弾性率は2.63GPa、80℃における貯蔵弾性率は0.8GPa、波長589nmの光に対する屈折率は1.51であった。
【0240】
(3)接着剤の貯蔵弾性率の測定
ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名“東洋紡エステルフィルムE7002”、東洋紡績(株)製)の片面に、調製した接着剤を、塗工機(バーコーター、第一理化(株)製)を用いて硬化後の膜厚が約10μmとなるように塗工した。次に、紫外線照射装置〔フュージョンUVシステムズ(株)製〕で積算光量600mJ/cm2 (UV-B)で紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。これを5mm×30mmの大きさに裁断し、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がして接着剤の硬化フィルムを得た。こうして得られた硬化フィルムをその長辺が引っ張り方向となるように、アイティー計測制御(株)製の動的粘弾性測定装置“DVA-220”を用いてつかみ具の間隔2cmで把持し、引張りと収縮の周波数を1Hz、昇温速度を3℃/分に設定して、温度23℃および80℃における貯蔵弾性率を求めた。
【0241】
(4)接着剤の屈折率の測定
延伸ノルボルネン系樹脂フィルム〔日本ゼオン(株)製 “ゼオノアフィルム”〕の片面に、調製した接着剤を、バーコーター〔第一理化(株)製〕を用いて塗工し、紫外線照射装置〔フュージョンUVシステムズ(株)製〕で積算光量600mJ/cm2(UV-
B)で紫外線を照射し硬化物を得た。得られた硬化物の膜厚は約30μmであった。得られた硬化物からノルボルネン系樹脂フィルムを剥離し、硬化物層の屈折率(589nm)を25℃環境下で多波長アッベ屈折計〔(株)アタゴ製“DR-M2”〕を用いて測定した。
【0242】
2.粘着剤層の準備
(1)粘着剤層1(アクリル系粘着剤層)の作製
(アクリル樹脂溶液1の調製)
冷却管、窒素導入管、温度計、及び撹拌機を備えた反応容器に、酢酸エチル100部、アクリル酸ブチル99.0部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル0.5部、及びアクリル酸0.5部の混合溶液を仕込み、窒素ガスで装置内の空気を置換して酸素不含としながら内温を55℃に上げた。その後、アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤)0.12部を酢酸エチル10部に溶かした溶液を全量添加した。重合開始剤を添加した後、1時間この温度で保持し、次いで内温を54~56℃に保ちながら酢酸エチルを添加速度17.3部/hrで反応容器内へ連続的に加え、(メタ)アクリル系樹脂の濃度が35質量%となった時点で酢酸エチルの添加を止め、さらに酢酸エチルの添加開始から6時間経過するまでこの温度で保温した。最後に酢酸エチルを加えて(メタ)アクリル系樹脂の濃度が20質量%となるように調節し、アクリル樹脂溶液1を調製した。得られたアクリル樹脂は、重量平均分子量Mwが170万、分子量分布Mw/Mnが3.9であった。なお、Mw及びMnは、GPC装置にカラムとして、東ソー(株)製の「TSKgel GMHHR-H(S)」を2本直列につないで配置し、溶出液としてテトラヒドロフランを用い、試料濃度2mg/mL、試料導入量100μL、温度40℃、流速1mL/分の条件で、標準ポリスチレン換算により測定した。
【0243】
(粘着剤組成物1の調製)
上記にて得られたアクリル樹脂溶液1の固形分80部に対して、二官能アクリレート(新中村化学工業株式会社より入手;品番「A-DOG」)を20部(固形分)、架橋剤(東ソー株式会社製:商品名「コロネートL」(トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体の酢酸エチル溶液(固形分濃度75質量%))を有効成分ベースで2.5部、光重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製:商品名「イルガキュア500」)を1.5部、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製:商品名「KBM-403」)を0.3部添加し、更に固形分濃度が13%となるように酢酸エチルを添加して粘着剤組成物1を得た。A-DOGは、ヒドロキシピバルアルデヒドとトリメチロールプロパンとのアセタール化合物のジアクリレートであって、下式の構造を有する。
【0244】
【0245】
(粘着剤層1の作製)
上記で調製した粘着剤組成物1を、離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルムからなるセパレートフィルム〔リンテック(株)から入手した「PLZ-383030」〕の離型処理面に、アプリケーターを用いて乾燥後の厚みが5μmとなるように塗布し、100℃で1分間乾燥して粘着剤層(粘着剤シート)を作製した。次いで得られた粘着剤層のセパレータフィルムと反対側の表面を離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルムからなるセパレートフィルム〔リンテック(株)から入手した「PLR-381031」〕の離型処理面と貼合した。続けて紫外線を下記の条件で照射し、粘着剤層1を作製した。得られた粘着剤層の温度23℃での貯蔵弾性率は0.13MPa、温度80℃での貯蔵弾性率は0.054MPa、波長589nmの光に対する屈折率は1.48であった。
【0246】
<UV照射条件>
・Fusion UVランプシステム(フュージョンUVシステムズ社製)Hバルブ使用・UV波長領域UVAの積算光量250mJ/cm(測定器:FusionUV社製UV Power PuckIIによる測定値)
【0247】
(2)粘着剤層2(アクリル系粘着剤層)の作製
(アクリル樹脂溶液2の調製)
冷却管、窒素導入管、温度計、及び撹拌機を備えた反応容器に、酢酸エチル81.8部、アクリル酸ブチル90.0部、アクリル酸メチル5.0部及びアクリル酸5.0部の混合溶液を仕込み、窒素ガスで装置内の空気を置換して酸素不含としながら内温を55℃に上げた。その後、アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤)0.15部を酢酸エチル10部に溶かした溶液を全量添加した。重合開始剤を添加した後、1時間この温度で保持し、次いで内温を54~56℃に保ちながら酢酸エチルを添加速度17.3部/hrで反応容器内へ連続的に加え、(メタ)アクリル系樹脂の濃度が35質量%となった時点で酢酸エチルの添加を止め、さらに酢酸エチルの添加開始から6時間経過するまでこの温度で保温した。最後に酢酸エチルを加えて(メタ)アクリル系樹脂の濃度が20質量%となるように調節し、アクリル樹脂溶液2を調製した。得られたアクリル樹脂は、重量平均分子量Mw が160万、分子量分布Mw/Mnが4.5であった。なお、Mw及びMnは、GPC装置にカラムとして、東ソー(株)製の「TSKgel GMHHR-H(S)」を2本直列につないで配置し、溶出液としてテトラヒドロフランを用い、試料濃度2mg/mL、試料導入量100μL、温度40℃、流速1mL/分の条件で、標準ポリスチレン換算により測定した。
【0248】
(粘着剤組成物2の調製)
上記にて得られたアクリル樹脂溶液2の固形分100部に対して、架橋剤(東ソー株式会社製:商品名「コロネートL」(トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体の酢酸エチル溶液(固形分濃度75質量%))を有効成分ベースで0.15部、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製:商品名「KBM-403」)を0.2部添加し、更に固形分濃度が13%となるように酢酸エチルを添加して粘着剤組成物2を得た。
【0249】
(粘着剤層2の作製)
上記で調製した粘着剤組成物2を、離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルムからなるセパレートフィルム〔リンテック(株)から入手した「PLR-382190」〕の離型処理面に、アプリケーターを用いて乾燥後の厚みが表3に示すような厚みとなるように塗布し、100℃で1分間乾燥して粘着剤層を作製した。次いで得られた粘着剤層のセパレータフィルムと反対側の表面を離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルムからなるセパレートフィルム〔リンテック(株)から入手した「PET-251130」〕の離型処理面と貼合し、続けて紫外線を粘着剤層1の作製時と同じ上記の条件で照射し、粘着剤層2を作製した。得られた粘着剤層2の温度23℃での貯蔵弾性率は0.026MPa、温度80℃での貯蔵弾性率は0.019MPa、波長589nmの光に対する屈折率は1.48であった。
【0250】
(3)粘着剤層の貯蔵弾性率の測定
温度23℃および80℃における粘着剤層の貯蔵弾性率は、粘弾性測定装置(MCR-301、Anton Paar社)を使用して測定した。粘着シートを幅30mm×長さ30mmに切り出した後、セパレータを剥がし、厚みが200μmとなるように複数枚積層して測定ステージに貼合した後、直径25mmのパラレルプレートと接着した状態で20℃から85℃の温度領域で周波数1.0Hz、変形量1%、昇温速度10℃/分の条件下にて測定を行い、温度23℃および80℃における貯蔵弾性率G’を求めた。
【0251】
(4)粘着剤層の屈折率の測定
得られた粘着剤層の屈折率(589nm)を25℃環境下で多波長アッベ屈折計〔(株)アタゴ製“DR-M2”〕を用いて測定した。
【0252】
3.偏光フィルムの作製
厚み20μm、重合度2400、ケン化度99%以上のポリビニルアルコールフィルムを、熱ロール上で延伸倍率4.5倍に一軸延伸し、緊張状態を保ったまま、水100質量部あたりヨウ素0.05質量部及びヨウ化カリウム5質量部を含有する、28℃の染色浴に60秒間浸漬した。
【0253】
次いで、水100質量部あたりホウ酸5.5質量部及びヨウ化カリウム15質量部を含有する、64℃のホウ酸水溶液1に、110秒間浸漬した。次いで、水100質量部あたりホウ酸5.5質量部及びヨウ化カリウム15質量部を含有する、67℃のホウ酸水溶液2に、30秒間浸漬した。その後、10℃の純水を用いて水洗し、乾燥して、偏光子を得た。偏光子の厚みは8μmであり、ホウ素含有量は4.3質量%あった。
【0254】
4.水系接着剤の調製
水100質量部に対し、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール〔株式会社クラレ製の「KL-318」〕を3質量部溶解して、ポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液に水溶性ポリアミドエポキシ樹脂(田岡化学工業株式会社製の「スミレーズレジン650(30)」、固形分濃度30質量%)を、水100質量部に対し、1.5質量部の割合で混合して、水系接着剤を得た。
【0255】
5.直線偏光板の作製
上記で作製した偏光フィルムの両面に上記で得られた水系接着剤を介して第1保護フィルムとして、ハードコート(HC)層付き環状ポリオレフィン系樹脂フィルム(HC-COP)を、第2保護フィルムとして、トリアセチルセルロースフィルム(TAC)を、それぞれロール貼合機を用いて貼合した。貼合後、80℃で3分間乾燥処理を行った。得られたロールを、長手方向がPVAの吸収軸となるように矩形に切り出し、偏光フィルムの両面に保護フィルムが積層された直線偏光板10を得た。直線偏光板10は、第1保護フィルム/接着剤層/偏光子/接着剤層/第2保護フィルムの層構成を有するものだった。第2保護フィルムの波長589nmの光に対する屈折率は1.48であった。
【0256】
6.第1液晶位相差膜及び第2液晶位相差膜の作製
(1)配向性ポリマー組成物(1)の調製
市販のポリビニルアルコール(ポリビニルアルコール1000完全ケン化型、和光純薬工業株式会社製)に水を加えて100℃で1時間加熱し、配向性ポリマー組成物(1)を得た。
【0257】
(2)光配向性ポリマー組成物(1)の調製
下記構造の光配向性材料(重量平均分子量:50000、m:n=50:50)は特開2021-196514に記載の方法に準じて製造した。光配向性材料2部とプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME、溶剤)98部とを成分として混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、光配向性ポリマー組成物(1)を調製した。
光配向性材料:
【0258】
(3)重合性液晶化合物の製造
下記に示す構造を有する重合性液晶化合物(A1)及び重合性液晶化合物(A2)を、それぞれ調製した。重合性液晶化合物(A1)及び重合性液晶化合物(A2)は、特開2010-244038号公報に記載の方法と同様に準備した。
【0259】
重合性液晶化合物(A1):
【0260】
重合性液晶化合物(A2):
【0261】
(4)液晶位相差膜形成用組成物(Y1)の調製
重合性液晶化合物(A1)及び重合性液晶化合物(A2)を質量比80:20で混合し、混合物を得た。得られた混合物100部に対して、レベリング剤「メガファックF-556」(DIC社製)部と、光重合開始剤として「Omnirad907」(IGM Resin B.V.社製)と、イオン性化合物(B)を添加した。さらに、シクロペンタノンを添加し、この混合物を温度80℃で1時間撹拌することにより、位相差膜形成用組成物(Y1)を調製した。各成分の添加量は下記表1の通りである。
【0262】
【表1】
【0263】
イオン性化合物(B):
【0264】
(5)液晶位相差膜形成用組成物(Y2)の調製
重合性液晶化合物Paliocolor LC242(BASFジャパン社製)、レベリング剤「BYK-361N」(BYK-Chemie社製)と、光重合開始剤として「Omnirad907」(IGM Resin B.V.社製)を添加した。さらに、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセテート(PGME)を添加し、この混合物を温度80℃で1時間撹拌することにより、位相差膜形成用組成物(Y2)を調製した。各成分の添加量は下記表2の通りである。
【0265】
【表2】
【0266】
重合性液晶化合物LC242:
【0267】
(6)第1液晶位相差フィルム(Z1)の作製
矩形に切り出したトリアセチルセルロースフィルム(TAC)(コニカミノルタ株式会社製、KC4UY)に配向性ポリマー組成物(1)を塗布し、加熱乾燥後の厚さが100nmとなるように配向性ポリマーの膜を形成した。得られた配向性ポリマーの膜の表面に前記TACの長手方向から、以下で形成する位相差膜(Z1)の遅相軸が-15°となる角度でラビング処理を施し、その上に、位相差層形成用組成物(Y1)を、バーコーターにより塗布した。得られた塗布膜を100℃で1分間乾燥した後、室温まで冷却して乾燥被膜を得た。次いで、高圧水銀ランプ(ウシオ電機株式会社製「ユニキュアVB-15201BY-A」)を用いて、窒素雰囲気下にて露光量1000mJ/cm(365nm基準)の紫外光を前記乾燥被膜に照射することにより、重合性液晶化合物が基材面内に対して水平方向に配向した状態で硬化した第1液晶位相差膜(X1)を形成し、TAC/配向膜/第1液晶位相差膜(X1)(水平配向液晶硬化膜)からなる位相差フィルム(Z1)を得た。得られた第1液晶位相差膜(X1)の膜厚をレーザー顕微鏡で測定したところ1.8μmであった。面内位相差値は、王子計測機器株式会社製のKOBRA-WRを用いて測定した。その結果、波長550nmにおける面内位相差値はRe(550)=270nmであり、波長450nmにおける面内位相差値はRe(450)=291nmであった。なお、TACの波長550nmにおける位相差値は略0であるため、当該光学特性には影響しない。配向角は前記TACの長手方向に対して-15°であった。第1液晶位相差膜は式(2)を満たすものであった。
【0268】
(7)第2液晶位相差フィルム(Z2)の作製
矩形に切り出したトリアセチルセルロースフィルム(TAC)(コニカミノルタ株式会社製、KC4UY)に光配向性ポリマー組成物(1)を塗布した。得られた塗布膜を120℃で2分間乾燥させた後、室温まで冷却して乾燥被膜を形成した。さらに、UV照射装置を用いて、TACの長手方向に対して75°となる様に、偏光紫外光100mJ(313nm基準)を連続的に照射し100nmの光配向膜を形成した。その上に、位相差膜形成用組成物(Y2)を、バーコーターにより塗布した。得られた塗布膜を100℃で1分間乾燥した後、室温まで冷却して乾燥被膜を得た。次いで、高圧水銀ランプを用いて、窒素雰囲気下にて露光量1000mJ/cm(365nm基準)の紫外光を前記乾燥被膜に連続的に照射することにより、重合性液晶化合物が基材面内に対して水平方向に配向した状態で硬化した第2液晶位相差膜(X2)を形成し、TAC/配向膜/第2液晶位相差膜(X2)(水平配向液晶硬化膜)からなる位相差フィルム(Z2)を得た。得られた位第2液晶相差膜(X2)の膜厚をレーザー顕微鏡で 測定したところ1.0μmであった
。面内位相差値は、王子計測機器株式会社製のKOBRA-WRを用いて測定した。その結果、波長550nmにおける面内位相差値はRe(550)=142nmであり、波長450nmにおける面内位相差値はRe(450)=153.4nmであった。なお、TACの波長550nmにおける位相差値は略0であるため、当該光学特性には影響しない。配向角は前記TACの長手方向に対して75°であった。第2液晶位相差膜は式(3)を満たすものであった。
【0269】
7.光学積層体の作製(実施例1~実施例4、実施例5(比較)、実施例6~実施例10、比較例1~3)
(1)位相差板の作製
第1液晶位相差フィルム(Z1)の第1液晶位相差膜(X1)および第2液晶位相差フィルム(Z2)の第2液晶位相差膜(X2)に、それぞれコロナ処理を施した。そして、両者のコロナ処理面が表3に記載の第2粘接着層を介して積層して、TAC/配向膜/第1液晶位相差膜(X2)/第2粘接着層/第2液晶位相差膜(X1)/配向膜/TAC、がこの順に積層された位相差板を得た。
【0270】
第2粘接着層が、接着剤1,2を用いて形成されている場合には、位相差板は次のように作製した。第1液晶位相差膜(X1)又は第2液晶位相差膜(X2)のいずれか一方のコロナ処理面に接着剤を塗布して、第1液晶位相差フィルム(Z1)と第2液晶位相差フィルム(Z2)とを貼り合わせた。第2液晶位相差フィルム(Z2)側から紫外線を照射して紫外線硬化性接着剤を硬化させて、接着剤層(第2粘接着層)を形成した。紫外線は、波長320nm~390nmのUVAが420mJ/cmとなるように照射した。硬化後の接着剤層の厚みをレーザー顕微鏡(オリンパス株式会社製、「LEXT」)で測定したところ、表3に記載の通りであった。
【0271】
第2粘接着層が、粘着剤層1,2を用いて形成されている場合には、位相差板は次のように作製された。第1液晶位相差膜(X1)と第2液晶位相差膜(X2)との間に、粘着剤層1,2を介在させて第1液晶位相差フィルム(Z1)と第2液晶位相差フィルム(Z2)とを貼り合わせた。
【0272】
(コロナ処理)
コロナ処理装置には、春日電機株式会社製のAGF-B10を用いた。コロナ処理は、上記コロナ処理装置を用いて、出力0.3kW、処理速度3m/分の条件で1回行った。
【0273】
(2)光学積層体の作製
TAC/配向膜/第1液晶位相差膜(X1)/第2粘接着層/第2液晶位相差膜(X2)/配向膜/TAC、がこの順に積層された位相差板から第1液晶位相差膜(X1)のTAC基材を剥離した。露出した第1液晶位相差膜(X1)の配向膜の表面と、直線偏光板1の第2保護フィルム(TACフィルム)の表面とを、それぞれの長手方向が同一方向となるように、表3に記載の第1粘接着層を介して積層した。位相差板から、第2液晶位相差膜(X2)のTAC基材を剥離して、光学積層体を得た。光学積層体を形成した後に、厚みが25μmとなるように作製した粘着剤層2の片方のセパレータフィルムを剥離し、光学積層体の第2液晶位相差膜(X2)の配向膜面上に貼合した。図3に記載の方法に準じて端面研磨を行い、実施例1~10及び比較例1~3の光学積層体を得た。
【0274】
8.評価
(1)干渉ムラの検査
実施例および比較例の光学積層体の位相差板側の表面に、アクリル系粘着剤(膜厚25μm)を貼合後、150mm×150mmの大きさに切り出した。切り出した、アクリル系粘着剤付き光学積層体を、アルミ反射板に貼り付け、干渉ムラ観察用の試験片を得た。干渉ムラ観察用の試験片が、床面を0°としたときに、床面とのなす角度が45°となる様に台に設置した。光源としての3波長型蛍光灯と、干渉ムラ観察用の試験片との間に、直線偏光板を設置した。90°の方向(干渉ムラ観察用の試験片の上方)から、干渉ムラ観察用の試験片に対し、3波長型蛍光灯の光を照射した。0°方向から観察者が試験片を観察する際に、3波長型蛍光灯に設置した直線偏光板の吸収軸と直交する様に偏光板を設置し、設置した偏光板を介してサンプルを観察した。
A:干渉ムラが視認されない
B:干渉ムラがわずかに視認されるがCよりも弱い
C:干渉ムラがわずかに視認される
D:干渉ムラが視認される
【0275】
(2)反射率の測定
実施例および比較例の光学積層体の位相差板側の表面に、アクリル系粘着剤(膜厚25μm)を貼合後、150mm×150mmの大きさに切り出した。切り出した、アクリル系粘着剤付き光学積層体を、ガラス板(コーニング社製、Eagle XG、0.7mmt)に粘着剤側がガラス板側となるように貼り付け測定用のサンプルを準備した。反射板(Alanod社製、MIRO5 5011GP)上に測定用のサンプルのガラス板側が反射板と接するように置き、分光測色計(CM2600d、コニカミノルタ株式会社)を用いて反射率を測定した。測定は評価用試料から積分球へ光が入るときの開口部の直径φが8.0mmのマスクを装着して、SCIモードで、測定用のサンプルの中心部分の反射率を測定した。
A:4.95%以上5.00%未満
B:5.00%以上5.05%未満
C:5.05%以上5.20%未満
D:5.20%以上
【0276】
(3)端面研磨の評価
光学積層体を300枚積層し、その端面を回転工具により端面研磨加工した。研磨後の積層体から光学積層体1枚を抜出し、その端面を光学顕微鏡(VHX-7000、100倍視野)を用いて観察し、発生したクラックや糊欠けの最大サイズを評価した。
A:クラック・糊欠けの最大サイズが100μm未満
B:クラック・糊欠けの最大サイズが100μm以上250μm未満
C:クラック・糊欠けの最大サイズが250μm以上500μm未満
D:クラック・糊欠けの最大サイズが500μm以上
【0277】
【表3】
【符号の説明】
【0278】
1 光学積層体、2 画像表示装置、10 直線偏光板、11 第1保護フィルム、12,14 接着剤層、13 偏光子、15 第2保護フィルム、21 第1粘接着層、30 位相差板、31 第1液晶位相差膜、32 第2液晶位相差膜、34 第2粘接着層、40 画像表示パネル、50 支持部、60 回転工具、R 回転軸、W 積層物。
図1
図2
図3
図4
【手続補正書】
【提出日】2024-06-13
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1保護フィルム、接着剤層、偏光子、接着剤層、第2保護フィルム、第1粘接着層、第1液晶位相差膜、第2粘接着層、第2液晶位相差膜がこの順に隣接積層されてなる光学積層体であって、
前記第2保護フィルムと前記第1粘接着層は、前記第2保護フィルムの波長589nmの光に対する屈折率をNaII、前記第1粘接着層の波長589nmの光に対する屈折率をNbIとすると、下記式(1):
|NaII-NbI|≦0.04 ・・・(1)
を満たし、
前記第1液晶位相差膜および前記第2液晶位相差膜は、それぞれ独立に下記式(2)または式(3):
nx>ny≧nz ・・・(2)
nx<ny≦nz ・・・(3)
を満たし、
前記第2粘接着層は、接着剤層であり、厚みが3.6μm~μmであ波長589nmの光に対する屈折率が1.48~1.59であり、温度80℃における貯蔵弾性率が0.001GPa以上5GPa以下であり、
前記第1粘接着層は、粘着剤層であり、厚みが2μm以上10μm以下であり、前記屈折率N bI が1.48~1.54であり、温度80℃における貯蔵弾性率が0.01MPa以上0.8MPa以下である、光学積層体。
(式(2)、(3)中、nxは前記第1液晶位相差膜または前記第2液晶位相差膜が形成する屈折率楕円体における、前記第1液晶位相差膜または前記第2液晶位相差膜の平面に対して平行な方向の主屈折率を表し、nyは、前記屈折率楕円体における前記平面に対して平行であり、かつ、前記nxの方向に対して直交する方向の屈折率を表し、nzは前記屈折率楕円体における前記平面に対して垂直な方向の屈折率を表す。)
【請求項2】
前記第2粘接着層は、波長589nmの光に対する屈折率が1.50~1.57である、請求項1記載の光学積層体。
【請求項3】
前記第2粘接着層は、温度80℃における貯蔵弾性率が0.04MPa以上である、請求項1または2に記載の光学積層体。
【手続補正書】
【提出日】2024-07-30
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1保護フィルム、接着剤層、偏光子、接着剤層、第2保護フィルム、第1粘接着層、第1液晶位相差膜、第2粘接着層、第2液晶位相差膜がこの順に隣接積層されてなる光学積層体であって、
前記第2保護フィルムと前記第1粘接着層は、前記第2保護フィルムの波長589nmの光に対する屈折率をNaII、前記第1粘接着層の波長589nmの光に対する屈折率をNbIとすると、下記式(1):
|NaII-NbI|≦0.04 ・・・(1)
を満たし、
前記第1液晶位相差膜および前記第2液晶位相差膜は、それぞれ独立に下記式(2)または式(3):
nx>ny≧nz ・・・(2)
nx<ny≦nz ・・・(3)
を満たし、
前記第2粘接着層は、接着剤層であり、厚みが3.6μm~7μmであり、波長589nmの光に対する屈折率が1.48~1.59であり、温度80℃における貯蔵弾性率が0.001GPa以上5GPa以下であり、
前記第1粘接着層は、粘着剤層であり、厚みが2μm以上10μm以下であり、前記屈折率NbIが1.48~1.54であり、温度80℃における貯蔵弾性率が0.01MPa以上0.8MPa以下である、光学積層体。
(式(2)、(3)中、nxは前記第1液晶位相差膜または前記第2液晶位相差膜が形成する屈折率楕円体における、前記第1液晶位相差膜または前記第2液晶位相差膜の平面に対して平行な方向の主屈折率を表し、nyは、前記屈折率楕円体における前記平面に対して平行であり、かつ、前記nxの方向に対して直交する方向の屈折率を表し、nzは前記屈折率楕円体における前記平面に対して垂直な方向の屈折率を表す。)
【請求項2】
前記第2粘接着層は、波長589nmの光に対する屈折率が1.50~1.57である、請求項1に記載の光学積層体。